Werden Solarzellen, deren Energie man nciht abnimmt eigentlich heißer oder reflektiv?
Im Thema "Leistung-Messen" hat sich mir eine Interessante Frage ergeben und auch unter meinen Kollegen eine wilde Diskussion ausgelöst :D
Wenn 3 ideal identische Solarzellen ideal identisch beleuchtet werden und ich folgenden Aufbau mache, was wären eurer Meinung nach die Ergebnisse (bzw. hat jemand besser Ideen zum prüfen)
3 Zellen, idealerweise identisch im Aufbau und Verhalten und identisch beleuchtet (idealisiert betrachtet)
Zelle 1 ist offen, also keinerlei Verbraucher
Zelle 2 ist mit einem Verbraucher dessen R gleichgroß dem ESR der Zelle ist
Zelle 3 ist kurzgeschlossen
Wir messen bei allen Zellen mit identischen Fotozellen/REsistoren/(was auch immer, hauptsache Lichtquantifizierend) das von der Lichtquelle über die Zelle reflektierte Licht und messen die Temperatur der Zelle (idealisiert hier natürlich alle Zelle unter identischen Bedingungen gemessen)
Meine Theorie ist dass,
Zelle 1 viel Licht reflektiert und verhältnismäßig kalt bleibt
Zelle 2 sehr wenig reflektiert aber dennoch relativ kalt bleibt
Zelle 3 maximal warm und maximal dunkel wird (Weil die gesamte Leistung in der Zelle umgewandelt wird und die maximale Absorpion erreicht wird)
Aber zuverlässig nachlesen kann man das nicht, wie verhält sich denn eine Solarzelle wenn man die Energie nicht abnimmt?! wird sie wirklich "dunker" ? Oder absorbiert sie immer gleich viel und wird einfach nur wärmer? aber wodurch? Eine Solarzelle kann doch nur bis zu einer Sättigung Elektronen durch das Gitter drängen!?
Oder baut sich so lange eine Spannung auf, bis das Material "durchbricht", also parttiell leitend wird, und dann wieder in Wärme umsetzt?!
Nach der Theorie dass eine "Überladung" der Zelle mangels abnehmer anfängt Leitend zu werden, wäre in dem Falle Zelle 2 am kältestens und alle 3 Zellen hätten die gleiche Reflektivität, Zelle 1 und 3 müssten sich in gleichem Maße erwärmen, da die Offene Zelle sich selbst sozusagen kurzschließt.
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Eigentlich ganz einfach:
Solarzellen sind Stromquellen. Schau dir mal das Ersatzschaltbild an:
Anhang 34401
Ideal gleichmäßig beleuchtet:
Wenn du beliebig viele Solarzellen in Reihe hast und die Klemmen offen läßt passiert gar nichts, außer daß die Zellen warm werden. Nach dem Energieerhaltungssatz so warm wie eine Fläche mit identischem Lichtabsorbtionsverhalten.
Wenn du beliebig viele Solarzellen in Reihe hast und die Klemmen kurzschließt fließt halt ein Strom, der nur etwas größer als der Nennstrom ist.
Der letzte Fall ist auch der Grund, warum Schmelzsicherungen hinter einer Solarzelle völliger Bullshit sind, denn die Solarzellen können nie und nimmer genug Kurzschlußstrom liefern, um die Sicherung auszulösen. Dies ist auch einer von mehreren Gründen, aus dem ich Solarzellen eher als Störung im Netz und nicht als Energiequelle betrachte.
In den obigen Fällen passiert den Solarzellen eigentlich gar nix. Für Solarzellen ist ein anderer Fall ekelig:
Mehrere Zellen in Reihe und ungleichmäßig beleuchtet. Schlimm wird es, wenn alle Zellen ordentlich angestrahlt werden und nur eine nicht (Teilverschattung). Dann arbeitet die teilverschattete Zelle gegen die anderen Zellen, und setzt dabei einen Teil der Leistung der gut bestrahlten Zellen in sich selber in Wärme um. Und das kann dann durchaus zur Zerstörung der teilverschatteten Zelle führen.
