ESFZ – Erlanger SchülerForschungsZentrum für Bayern

Messung an Solarzellen und Verbesserung des Wirkungsgrads durch die Verwendung verschiedener Kühlungsarten

Ich messe die UI-Kennlinie einer Solarzelle bei verschiedenen Temperaturen. Durch verschiedene Kühlungen (Wasserkühlung, Luftkühlung) kann ich den Wirkungsgrad der Solarzelle bei höheren Einstrahlungsleistungen verbessern und somit die Effizienz der Zelle steigern. Ein großes Problem von Solarzellen ist der mit dem Temperaturanstieg verbundene Verlust von Leistung, obwohl die Strahlungsleistung zunimmt und somit mehr Potenzial für höhere Energieträger vorhanden ist. Heutzutage gibt es Photovoltaik-Solarthermie-Kombizellen, die aus der Abwärme der Photovoltaikzellen thermische Energie gewinnen und somit die Photovoltaikzelle kühlen. Diese Technik untersuche ich ebenfalls.
Ein weiterer Ansatz zur Lösung dieses Problems sind sogenannte „Floating-Solar-Cells“: Solarzellen, die auf großen Wasserflächen montiert sind und durch das Wasser ihre Abwärme abgeben. Diese Möglichkeit der Kühlung will ich ebenfalls untersuchen. Zudem untersuche ich die Möglichkeit der Kühlung durch einen Ventilator. Hierbei ist allerdings die Energie zu beachten, die der Betrieb des Ventilators benötigt. Im Optimalfall ist diese Solarzelle in der Lage, ihre Kühlung selbst mit Strom zu versorgen und Erträge zu erwirtschaften. Hierfür muss allerdings die Effizienz der Kühlung sehr hoch sein.

Justus Klingenbeck (Gymnasium Hilpoltstein, Hipolstein)