Big Bang 3, Schulbuch

81 24.1 Gleichspannungsquellen Prozentuell gesehen wird mit Hilfe von Solarzellen nur ein verschwindend kleiner Anteil an Strom er- zeugt. In Österreich sind es rund 0,5% (Stand 2017). Das liegt unter anderem daran, dass ein Quadrat- meter Solarzelle im Schnitt im Jahr bloß etwa 25 bis 30 Watt elektrische Leistung liefert. Man braucht also riesige Flächen , damit sich ordentlich was zusammen- läppert ( B 24.17 und B 21.35 , S. 56 ). Der große Vorteil der Solarenergie liegt darin, dass man mit solchen Anlagen völlig unabhängig vom Netz Strom erzeugen kann. Deshalb werden sie zum Beispiel bei entlegenen Wohn- und Schreber- gartenhäusern oder auf Bergen eingesetzt – und an wirklich seeehr entlegenen Orten außerhalb der Erde, etwa auf der ISS ( B 24.18 ) oder auf dem Mars ( B 24.14 ). Solaranlagen sind meistens mit Speicher-Akkus ver- bunden, damit auch ohne Sonnenschein die erforder- liche Energie zur Verfügung steht. In Batterien und Akkus verwendet man zwei verschiedene Leiter und einen Elektrolyten. Der springende Punkt ist, dass sich unedlere Stoffe leichter in dem Elektrolyten lösen , wodurch eine Spannung entsteht. Bei Solarzellen wird der Foto­ effekt ausgenutzt: Licht kann Elektronen aus Metal- len oder Halbleitern schlagen. Am Wildkogel in Österreich befindet sich auf 2100m Höhe das höchstgelegene Solarkraftwerk Europas. Die Solarzellen haben eine Fläche von 7300m 2 – mehr als ein Fußballfeld. Sie liefern 75% des Stroms für die Liftanlagen. B 24.17 Die internationale Raumstation ISS mit ihren 4500m 2 Solarzellen, die in Summe 120.000 W leisten B 24.18 Fußball in der Grube Wenn Licht auf Me- talle oder Halblei- ter trifft, kann es unter bestimmten Umständen Elekt­ ronen aus diesen „herausschlagen“ ( B 24.15 a ). Man nennt das den Fotoeffekt . Dabei wird die Energie des Lichts auf das Elektron übertra- gen. Es ist so ähn- lich, wie wenn du einen Fußball , der in einer Grube „ge- fangen“ ist, hin- auskickst, und dabei Energie auf ihn überträgst. Der Fotoeffekt spielt zum Beispiel bei Digitalkameras eine Rolle ( B 22.42 , S. 66 ), aber auch bei Solarzellen . Deren Hauptbestandteil ist der Halbleiter Silizium , in dem sich auch Stoffe wie Arsen oder Bor befinden ( B 22.29 , S. 64 ). Die herausgeschlagenen Elektronen besitzen die umgewandelte Sonnenenergie und liefern Gleichspannung und somit auch Gleichstrom ( B 24.15 c ). Eine völlig andere Art, um Gleichspannung zu erzeu- gen, ist mit Hilfe von Solarzellen, die auch so manchen Taschenrechner mit Spannung versorgen ( A8, S. 78 ). Wie funktioniert das? Mit Hilfe des so genannten Fotoeffekts , den niemand Geringerer als Albert Ein stein ( B 24.15 ) als Erster erklären konnte. Dabei wird die Energie der Sonnenstrahlen in elektrische Energie umgewandelt ( 1 Info: Fußball in der Grube ). B 24.15 Albert Einstein (1879–1955), der Popstar unter den Physikern, ist vor allem für seine Relativitätstheorie bekannt. Den Nobelpreis 1921 bekam er aber für die Erklärung des Fotoeffekts. B 24.16 Nur zu Prüfzwecken – Eig ntum des Verla s öbv