Wunderkinds Solarbaum

[Tanja]

Genius 13-Year-Old Has a Solar Power Breakthrough
When I was 13 I was smoking cigarettes I'd found on the ground and playing Super Nintendo like it was my life's work. This kid discovered a way to draw 20-50% more power from solar cells.

Solarzellen effizienter nutzen...

[Manfred]

Und wieso sind auf dem Dach 10 Zellen und auf dem Baum 20, wenn deren Zahl angeblich gleich ist?
Wieso haben die angeglich gleichen Zellen einem schwarze und neinmal weiße umrandungen und wieso bestehen sie aus unförmigen Bruchstücken?
Abgesehen davon, dass ein steilerer Neigungswinkel der Baum-Zellen alleine den höheren Ertrag im Winter erklären könnte.

[Tanja]

hast Du den full report des Jungen auch gelesen? Da erklärt er, wie er beim Modellbau vorgegangen ist. Aber ich Physiklusche versteh da eh nichts von...

[Manfred]

Hab ich. Kein Pieps dazu.
Außerdem habe ich gerade gesehen, dass er nur die Ausgangsspannung der Zellen im Leerlauf verglichen hat, statt die gewonnene Energie.
Das macht die Sache noch unsinniger, da für den Eniergieertrag ohne Aussagekraft, zumal keine Vergleichsmessungen der verwendeten einzelnen Zellen unter Standardbedingungen vorliegen.
In der Form ist der "Versuch" für die Katz.
Was er zum Aufbau der Bäume schreibt, ist schon nachvollziebar und entspricht unser aller täglicher Beobachtung.
Aber sein Versuch ist leider wertlos.

[kraut_ruebe]

ich dachte immer, die effizienteste form wäre die solarkugel.

ob der kleine für mich auch einen test mit einer kugel durchführen würde wenn ich ihn lieb frage?

[roland]

Hi,
wenn wir den Wirkungsgrad der Solarzellen mal auch nur annähernd auf den von Blättern bringen, dann helfen auch die auf der Sonnenabgewandten Seite des Baumes.
Ausserdem ordnen die Bäume, die ich kenne, die Blätter gleich aus - nich so chaotisch wie an dem Solarbaum.

Also, es wäre eine organischere Bauform, könnte besser aktzeptiert werden und auch noch nebenzwecken dienen - aber effektiver wie ne optimal ausgerichtete Fläche kann ich nicht glauben.

Zur Solarkugel: wenn bei dir Die Sonne von allen Richtungen scheint (auch von unten), dann vielleicht. Die Kugel ist der Körper mit der kleinsten Oberfläche - damit sammelt sie auch am wenigsten Energie.
Als Speicher ists die beste Form, wenn man keine Schichtung der unterschiedlichen Temperaturen braucht.

Aber nichts desto trotz - find ich super, wenn ein Kind einen Solarbaum erfindet , sich also GEdanken über solche Dinge macht.

Roland

[emil17]

Hi,
wenn wir den Wirkungsgrad der Solarzellen mal auch nur annähernd auf den von Blättern bringen, dann helfen auch die auf der Sonnenabgewandten Seite des Baumes.
Ausserdem ordnen die Bäume, die ich kenne, die Blätter gleich aus - nich so chaotisch wie an dem Solarbaum.

Dazu kann ich als Biologe etwas sagen.
Die Photosynthese läuft biochemisch bei allen Pflanzen von der Grünalge an aufwärts bis zur Eiche genau gleich ab, was unterschiedlich ist, ist die Umgebung, die die Pflanze den Chloroplasten, welche die Arbeit machen, bereitstellt. Da haben höhere Pflanzen ausgeklügelte Mechanismen entworfen, welche die Sache möglichst von der Umwelt entkoppeln (d.h. Schutz vor Austrocknung, optimale CO2-Bereitstellung zur Abfuhrt der gewonnenen Energie, und optimale Lichtausnutzung, sowie Anpassung der biochemischen Umgebung an die während der Wachstumszeit tatsächlich vorherrschenden Temperatur- und Lichtverthältnisse).
Der Wirkungsgrad der einzelnen Blätter ist bescheiden, dafür ist die Sache robust und jede irgendwie beleuchtete Fläche wird ausgenutzt. Die Pflanzen, welche sich am Standort durchsetzen, tun dies nicht wegen besserem Wirkungsgrad der Photosynthese, sondern wegen besserer Wachstumsstrategie.
In nördlichen gemässigten Breiten sind das z.B. die Gräser des Dauergrünlandes, welche auch bei mässiger Temperatur und Bewölkung noch gut wachsen können. Diese Arten sind Hochleistungspflanzen, die aber erst bei optimaler Temperatur und voller Sonne auf Touren kommen, überlegen.
Mais z.B. als subtropisches Hochleistungsgras produziert in unseren Breiten weniger als Dauergrünland - bis Mais die Fläche deckt, ist schon Juli und die Tage werden wieder kürzer. Das Licht auf die nackte Erde ist aber verloren, und bei dem hierzulande typischen Sommer-Schmuddelwetter macht Mais auch nicht wirklich viel.
Es ist also wie beim Skat: Es gewinnt nicht der, welcher auf ein Omablatt wartet und nur Grand mit vieren spielen kann, sondern der, welcher mittelmässige Blätter ausreizt.
Deswegen ist das Gerede vom schlechten Wirkungsgrad der Photozellen Unsinn - sie müssen billig, robust und langlebig sein. Fläche gibts genug.
Jedes Hausdach mit 5% Wirkungsgrad auf 80% der gesamten Dachfläche würde mehr bringen statt aufwendige, wartungsintensive High-Tech-Solarparks, wo dann das Wetter schuld ist, wenns nicht soviel bringt wie errechnet.

[roland]

Der Wirkungsgrad der einzelnen Blätter ist bescheiden, dafür ist die Sache robust und jede irgendwie beleuchtete Fläche wird ausgenutzt.

Oh echt?? Hätt ich nu nicht gedacht! Immerhin produziert der Baum doch jede Menge gebundene Energie in unterschiedlichster Form.

Deswegen ist das Gerede vom schlechten Wirkungsgrad der Photozellen Unsinn - sie müssen billig, robust und langlebig sein. Fläche gibts genug.
Jedes Hausdach mit 5% Wirkungsgrad auf 80% der gesamten Dachfläche würde mehr bringen statt aufwendige, wartungsintensive High-Tech-Solarparks, wo dann das Wetter schuld ist, wenns nicht soviel bringt wie errechnet.

damit stimm ich Dir voll zu, ich wär zb dafür, das man bei Neubauten vorschreibt, das die Sonne in die Planung mit reinkommt - einmal durch intelligente Hausplanung und durch "Solarziegel" auf der richtigen Seite.
Eine Farbe, an die man nur noch kabel enschliessen muss, wäre doch mal was
Roland

[emil17]

Oh echt?? Hätt ich nu nicht gedacht! Immerhin produziert der Baum doch jede Menge gebundene Energie in unterschiedlichster Form

Wirkungsgrad: Brennwert der erzeugten nutzbaren Biomasse geteilt durch die Einstrahlungsenergie über die Blattfläche der Pflanze in einem Jahr, das sind in der Regel weniger als 5 %. Der Rest geht verloren, weil die Strahlung nicht die richtige ewellenlänge hat, weil die Pflanze gerade Pause hat, Durst hat, an Nährstoffmangel leidet, abgefressen wurde, oder sowas. Von den optimistischen 5%, welche die Blätter einfangen, gehen mehr als die Hälfte im Blatt selbst bei der chemischen Umwandlung von Wasser und CO2 in Zucker wieder verloren, davon wieder 2/3 für Wurzelwachstum, Blatterneuerung, Antrieb des inneren Pflanzenstoffwechsels und dergleichen, so dass in der Regel weniger als 1% wirklich längerfristig eingefangen werden.
Eine thermische Solaranlage liefert im Jahr pro Quadratmeter Kollektorfläche in Deutschland (50 Grad Nord) etwa 300 kWh, ein Hektar Wald, d.h 10'000 m2, etwa 7 Festmeter Brennholz, das sind bei 2000 kWh Heizwert pro Festmeter (Wert für Buche, Ahorn usw.) also 14'000 kWh. Eine thermische Solaranlage mit 1 ha Kollektorfläche würde in der gleichen Zeit aber 3 Millionen kWh liefern, also das 210fache.
Der Wirkungsgrad von Wald ist also lausig - scheinbar, denn er funktioniert immer und wartungsfrei.
Eine PV-Anlage mit einem Wirkungsgrad von 10% ist also sehr gut, zumal das Strom ist und nicht Holz im Bestand, das noch gefällt, aufgerüstet und geholt werden muss. Für den Verbraucher bleiben von diesen 10% vielleicht noch die Hälfte, weil der Strom transportiert und zwischengelagert werden muss, da Erzeugung und Verbrauch zeitlich nicht zusammenfallen.

[mindsmith]

Naja ich halte die ganze Solare Stromerzeugung für Augenwischerrei.
Der Wirkungsgrad ist einfach schlecht. Ok es sit besser als nichts, aber jeder der sagt so so ne Solaranlage erwirtschaftet Geld will nur was verkaufen.

Ich bin der Meinung, eine Solaranlage macht Sinn wo es keine andere Möglichkeit zur Energieerzeugung gibt. Wer eine Solaranlage baut um damit Geld zu erwirtschaften wird in ein paar Jahren sicherlich ein "böses" erwachen haben.