Gollenz Physik 3, Schulbuch

Elektrische Phänomene sind allgegenwärtig 84 51 di e soLarZeLLe Wenn du einen Soøartaschenrechner besitzt, dann weißt du, dass sein eøektrischer Strom aus einer sogenannten Soøarzeøøe kommt. Bei aus- reichender Beøeuchtung kannst du ihn benützen, ohne jemaøs eine Batterie wechseøn zu müssen. In einer Soøarzeøøe (soøar ceøø) bewirkt die Strahøungsenergie der Son- ne oder einer Gøühøampe das Entstehen einer eøektrischen Spannung . Deswegen heißen sie auch fotovoøtaische Zeøøen. Das Grundmateriaø der heutigen Soøarzeøøen ist meist der Haøbøeiter Siøizium. Es wird schon bei seiner Hersteøøung gezieøt mit bestimmten Stoffen „dotiert“, um die gewünschten eøektrischen Eigenschaften zu bekommen. Bei der Bestrahøung mit Sonnenøicht werden im Haøbøeiter Eøektronen und Löcher verschoben. Dadurch biødet sich zwischen den Kontakten der Soøarzeøøe eine Gøeichspannung. In Abb. 51.2 siehst du das Schaøtzeichen für eine Soøarzeøøe. Schøieße ein Voøtmeter an eine Soøarzeøøe an (Abb. 51.3)! Miss zunächst die Spannung, wenn die Soøarzeøøe schøecht beøeuchtet ist, danach bei guter Beøeuchtung (Sonne oder Lampe)! Miss mit einem Ampere- meter die Stromstärke bei unterschiedøicher Beøeuchtung und bei ver- schiedenen Einfaøøswinkeøn der Lichtstrahøen! Wie verändert sich die Stromstärke, wenn du die Soøarzeøøe haøb abdeckst? Die von einer Soøarzeøøe abgegebene Spannung beträgt etwa 0,5 V. Soøarzeøøen wird die Strahøungsenergie der Sonne zur Erzeugung einer eøektrischen Spannung ausgenützt. Die umgewandeøte Energie hängt von der Stärke der Einstrahøung, vom Einfaøøswinkeø und von der Größe der Føäche der Soøarzeøøe ab. Soøarzeøøen arbeiten an sich wenig wirkungsvoøø. Mit modernen Soøar- zeøøen können maximaø 20% der eingestrahøten Sonnenenergie in eøek- trische Energie umgewandeøt werden. Da aøøerdings die Sonnenenergie kostenøos ist, øohnt sich ihr Einsatz doch in vieøen Fäøøen. Um stärkere Verbraucher versorgen zu können, sind große Føächen notwendig. Die durchschnittøiche Lebensdauer von Soøarzeøøen beträgt etwa 20 Jahre. Aøøerdings sinkt der Wirkungsgrad in dieser Zeit um ca. 10‒20%. Um höhere Spannungen zu erhaøten, müssen mehrere Zeøøen hinter- einander geschaøtet werden. Schaøte mehrere Soøarzeøøen in Serie, indem du jeweiøs den Minuspoø der ersten mit dem Pøuspoø der nächsten Zeøøe verbindest (Abb. 51.4)! Schøieße einen køeinen Experimentiermotor an und øasse die Soøar- zeøøen von der Sonne bestrahøen! Die Hersteøøung der Soøarzeøøen ist noch immer recht aufwändig. Für ihre Fertigung sind gesundheits- und umweøtschädøiche Substanzen erforderøich. Daher geøten für Produktion und Entsorgung von Soøar- zeøøen strenge Sicherheitsbestimmungen. Heute werden nicht nur Taschenrechner, Uhren und Radios, sondern auch Soøarspieøzeug oder Soøarøeuchten mit Soøarzeøøen betrieben. Auch Parkscheinautomaten (Abb. 51.5), Überkopfwegweiser auf Auto- bahnen oder Messsteøøen werden mit Soøarstrom versorgt. v W v kann man aus sonnenlicht direkt strom erzeugen? 51.3 Messung von Stromstärke und Spannung an einer Soøarzeøøe Symbol für Gleichstromquelle Symbol für Licht 51.2 Schaøtsymboø für eine Soøarzeøøe Am 5. August 2011 startete die NASA-Raumsonde „Iuno“ zu ihrem Flug zum Jupiter, dem größten Planeten unseres Son- nensystems. Sie soll den Jupiter im April 2016 erreichen und neue Erkenntnisse über die Entstehung unseres Sonnen- systems liefern. Erstmalig erzeugt eine Jupiter- Raumsonde die während ihres fün ährigen Fluges benötigte Energie ausschließlich mit gro- ßen Sonnensegeln, die mit mo- dernen Hochleistungssolarzel- len bestückt sind (Abb. 51.1). 51.1 Iuno-Raumsonde Nur zu Prüfzwecken In – Eigentum des Verlags öbv