Tach!
Wenn Photovoltaik, wie ihr Name unterstellt, Licht in elektrische Energie umwandelt, heißt das dann, daß es (und sei es nur um so minimale Grade, daß es letztlich nicht meß-, sondern höchstens berechenbar ist) im Prinzip mit jeder neuen PV-Anlage ein wenig dunkler auf der Erde wird?
Wenn nein - wo ist der Denkfehler?
Dank und Gruß, Martinus…
P.S. Die Frage ist durchaus ernst gemeint, nur zur Sicherheit.
Hallo!
Wenn Photovoltaik, wie ihr Name unterstellt, Licht in
elektrische Energie umwandelt, heißt das dann, daß es (und sei
es nur um so minimale Grade, daß es letztlich nicht meß-,
sondern höchstens berechenbar ist) im Prinzip mit jeder neuen
PV-Anlage ein wenig dunkler auf der Erde wird?
Wenn nein - wo ist der Denkfehler?
Was ist heller: Ein roter Dachziegel oder eine blauschwarze Solarzelle? So gesehen hast Du schon ein wenig recht … (Auch diese Antwort ist ernst gemeint. Eine funktionierende Solarzelle wird niemals strahlend weiß aussehen.)
Andererseits bleibt die Lichtenergie, wenn sie nicht auf eine Solarzelle fällt, auch nicht unverändert (nur ein Teil wird reflektiert und sorgt dafür, dass der Dachziegel hellrot aussieht). Sie wird von Dächern, vom Boden oder von Pflanzen absorbiert und zum größten Teil in thermische Energie umgewandelt. Daher wäre es physikalisch besser gewesen, wenn Du gefragt hättest, ob es durch die Solarzellen kälter wird. Aber auch das ist nicht der Fall: Die elektrische Energie, die durch die Solarzelle gewonnen wird, wird ja auch wieder irgendwo in thermische Energie umgewandelt. Es ist nur, dass durch den Betrieb einer Fotovoltaik-Anlage keine zusätzliche Wärme in die Umwelt abgegeben wird, wie das bei fossilen Brennstoffen der Fall wäre (direkt durch Verbrennungsabwärme, indirekt durch Treibhausgase).
Michael
Morgen!
Es ist nur,
dass durch den Betrieb einer Fotovoltaik-Anlage keine
zusätzliche Wärme in die Umwelt abgegeben wird, wie das
bei fossilen Brennstoffen der Fall wäre (direkt durch
Verbrennungsabwärme, indirekt durch Treibhausgase).
Das wage ich mal zu bezweifeln.
Stellen wir uns eine Anlage in der Sahara vor. Ohne Module wird fast
das gesamte Sonnenlicht reflektiert, mit Module wird nur noch ein
Bruchteil reflektiert. Etwa 15% des einfallenden Lichts werden als
Strom abgegeben und der Rest in Form von Wärme vom Modul selbst.
So gesehen wird es schon wärmer durch PV-Anlagen, zumindest in der
Sahara.
Gruß
Stefan
Stellen wir uns eine Anlage in der Sahara vor. Ohne Module
wird fast
das gesamte Sonnenlicht reflektiert, mit Module wird nur noch
ein
Bruchteil reflektiert.
Hallo,
in geringem Umfang kannst du recht haben, aber dass Sand fast alles Licht reflektiert, trifft keinesfalls zu. Es sei denn, es liegt Schnee in der Wüste.
Gruss Reinhard
Hallo Martinus,
das ist eine sehr interessante Frage, die ich mir, in ähnlicher Form auch schon einmal gestellt habe.
Meine Gedanken dazu:
Zunächst einmal bleibt die von der Sonne her eingestrahlte Lichtmenge ja von der Photovoltaik vollkommen unbeeinflusst.
Dennoch ist es in der Nähe großer reflektierender Flächen weit heller als in der Nähe absorbierender Flächen.
Weiß jeder, der mal mit einer nichtautomatischen Kamera, über Schnee fotografiert hat.
Allerdings wird durch große reflektierende Flächen (Schneefelder) auch wieder ein großer Teil des einfallenden Lichtes direkt ins Weltall abgestrahlt, was bei absorbierenden Flächen eben nicht der Fall ist.
Absorbierende Flächen wandeln das Licht in Wärme und genau das geschieht mit dem Licht auch, wenn wir es über Photovoltaikelemente in Strom umwandeln und nutzen. Letztendlich bleibt mehr Sonnenenergie in Form von Wärme auf der Erde.
Das ist aber bedeutungslos, wenn wir uns vor Augen halten, wieviel Wärme wir z. Zt. durch fossile Brennstoffe frei setzen. Wobei der unangenehme Treibhauseffekt über das CO² natürlich noch dazu kommt.
Was klimatisch passiert, wenn wir wirklich in großer Menge Licht in der Sahara auffangen und letztlich als Wärme in Europa frei setzen, kann man wohl noch nicht sagen, es dürfte aber zu vernachlässigen sein.
Nun bin ich mit mir selbst irgendwie im Zweifel, aber ich denke ja, es wird dunkler. Weil eben Licht nicht mehr wie vorher mehrmals reflektiert, sondern gleich in Wärme umgewandelt wird.
Gruß, Nemo.
Für den Nichtphyisker…
…zum Mitschreiben:
Wenn 100% Licht von der Sonne auf die Erde treffen, dann wird nur ein Teil davon reflektiert und der Rest von der Fläche, auf die das Licht auftrifft aufgenommen (und z.B. in Wärme umgewandelt). Stimmt das so?
Das heißt, das Licht, das wir „sehen“, das es hier hell macht, das sind nicht die 100%, die von der Sonne kommen, sondern nur der Anteil davon, der von der Erde (also der Erdoberfläche, Häuser, Straßen, Wiesen…) reflektiert wird?
Je dunkler also der Untergrund, desto weniger wird reflektiert, desto mehr wird aufgenommen => desto dunkler ist es insgesamt. PV-Anlagen würden es also - wenn überhaupt - nur da dunkler werden lassen, wo sie dunkler als die Umgebung sind?
Martinus
Hallo,
Dazu noch ein Gedanke: wo Photovoltaik-Elemente freistehend betrieben werden, bedecken sie einen Teil des einstrahlenden Sonnenlichts und erzeugen dadurch ihrerseits ein Schattenfeld. Also lokal - an unmittelbaren Aufstellungsplatz - machen sie dunkler.
Gruss von Julius
…zum Mitschreiben:
Wenn 100% Licht von der Sonne auf die Erde treffen, dann wird
nur ein Teil davon reflektiert und der Rest von der Fläche,
auf die das Licht auftrifft aufgenommen (und z.B. in Wärme
umgewandelt). Stimmt das so?
Stimmt.
Das heißt, das Licht, das wir „sehen“, das es hier hell macht,
das sind nicht die 100%, die von der Sonne kommen, sondern nur
der Anteil davon, der von der Erde (also der Erdoberfläche,
Häuser, Straßen, Wiesen…) reflektiert wird?
Stimmt auch, man muss nur zusätzlich berücksichtigen, dass Gegenstände auch selbst Licht reflektieren. Baum A erhält auch von Baum B Licht und umgekehrt.
Je dunkler also der Untergrund, desto weniger wird
reflektiert, desto mehr wird aufgenommen => desto dunkler ist
es insgesamt. PV-Anlagen würden es also - wenn überhaupt - nur
da dunkler werden lassen, wo sie dunkler als die Umgebung
sind?
Stimmt.
Martinus
Gruß, Nemo.
Es ist nur,
dass durch den Betrieb einer Fotovoltaik-Anlage keine
zusätzliche Wärme in die Umwelt abgegeben wird, wie das
bei fossilen Brennstoffen der Fall wäre (direkt durch
Verbrennungsabwärme, indirekt durch Treibhausgase).Michael
…und bitte nicht vergessen, bei jedem Beitrag, auch wenn es nichts zur Sache tut, auf die bösen fossilen Brennstoffe hinweisen.
Für den Fall, dass die Ausbildung unvollständig war: alle Brennstoffe geben bei der Verbrennung natürlich Wärme und auch Treibhausgase ab. Biogene sogar mehr als Fossile!
Gruß Peter
…und bitte nicht vergessen, bei jedem Beitrag, auch wenn
es nichts zur Sache tut, auf die bösen fossilen Brennstoffe
hinweisen.
Für den Fall, dass die Ausbildung unvollständig war: alle
Brennstoffe geben bei der Verbrennung natürlich Wärme und auch
Treibhausgase ab. Biogene sogar mehr als Fossile!
Gruß Peter
Hallo Peter,
bist du Bergmann, oder sowas? 
Natürlich spielt es eine große Rolle, ob letztlich Sonnenenergie direkt oder auf dem Umweg über Verbrennung gewonnen wird.
Neutral betrachtet gibt es nämlich nichts dümmeres, als Energiegewinnung über Wärme.
Biogene Brennstoffe, von denen hier gar nicht die Rede war, haben immerhin den Vorteil, dass sie bei der Verbrennung nur das frei setzen, was sie vorher (beim Wachsen) aus der Atmosphäre entnommen haben.
Fossile Brennstoffe setzen etwas frei, was Tausende von Jahren vorher entnommen wurde und eigentlich vollkommen sicher eingelagert war.
Gruß, Nemo.
Hallo!
…und bitte nicht vergessen, bei jedem Beitrag, auch wenn
es nichts zur Sache tut, auf die bösen fossilen Brennstoffe
hinweisen.
Ich ging der Frage nach, ob der Betrieb einen kühlenden Effekt auf die Umwelt hätte oder nicht. Diese Frage lässt sich nicht ganz so einfach beantworten. Es kommt darauf an, was man als Alternative betrachtet. Wenn die Alternative zur Fotovoltaik die Verbrennung fossiler Brennstoffe ist, dann wirkt die Solarzelle in der Gesamtenergiebilanz tatsächlich kühlend. Wenn die Alternative aber die Einsparung der entsprechenden Energiemenge ist, dann tritt dieser kühlende Effekt nicht auf.
Meine Äußerung war überhaupt nicht politisch gemeint, sondern rein auf die Sache bezogen.
Für den Fall, dass die Ausbildung unvollständig war: alle
Brennstoffe geben bei der Verbrennung natürlich Wärme und auch
Treibhausgase ab. Biogene sogar mehr als Fossile
Bei der Verbrennung von 1 kg Steinkohle werden 2,9 kg CO2 ausgestoßen und 24 MJ Energie freigesetzt. Man kommt also auf einen CO2-Ausstoß von 121 g/MJ.
Bei der Verbrennung von 1 kg Bioethanol werden 1,9 kg CO2 ausgestoßen und 27 MJ Energie freigesetzt. Man kommt also auf einen CO2-Ausstoß von 70 g/MJ.
(Zugrundeliegende Daten: Heizwert für Steinkohle: ca. 30 MJ/kg, Kohlenstoffanteil: ca. 0,8, Heizwert von Ethanol: 27 MJ/kg. Quelle: Wikipedia).
Wie kommst Du also zu der Aussage, dass bei der Verbrennung von biogenen Brennstoffen mehr CO2 entstünde als bei fossilen Brennstoffen?
Michael
Wie kommst Du also zu der Aussage, dass bei der Verbrennung
von biogenen Brennstoffen mehr CO2 entstünde als bei fossilen
Brennstoffen?Michael
Hallo,
also da habe ich dir als Lehrer schon mehr zugetraut. Photovoltaik wird nur zur Stromgewinnung genutzt und da kannst du natürlich nur mit adäquaten Energiequellen wie Kohle, Öl, Gas, Biomasse, Nuklear usw. vergleichen, aber doch nicht mit Bioethanol.
Zur Information, Biomasse – hier als Holz bewertet – emittiert 0,36 kg CO2/kWh und liegt somit annähernd gleich wie Kohle 0,37 kg/kWh. Im Vergleich dazu, Heizöl el 0,26 kg/kWh, Erdgas 0,19 kg/kWh.
Und wenn wir schon von Klimaschutz und Treibhausgasen reden, dann müssen wir auch eingestehen, dass die CO2 Emissionen von Biomasse – unabhängig des Kreislaufes – natürlich ebenso in die Atmosphäre gelangen und dort auch als CO2 gemessen werden. Da gibt es messtechnisch keinen Unterschied welche Quelle dafür verantwortlich war. Und als Biolehrer müsstest du ebenfalls wissen, dass der Kreislauf mit Biomasse und CO2 nur unter der Voraussetzung funktioniert, wenn man sicherstellt, dass mehr nachwachsen kann wie verbrannt wird. Zur Information, in Österreich hat das Forschungszentrum Seibersdorf in einer Studie errechnet, dass der Wald in 50 Jahren verschwunden ist, wenn man nur im Raumwärmemarkt fossile Brennstoffe gegen Biomasse ersetzt. Ich nehme an, du kannst das Szenario für Deutschland ganz leicht nachrechnen, ich bin sicher, dort geht es noch schneller.
Gruß Peter
…
Stimmt.
…
Stimmt auch, …
…
Stimmt.
Vielleicht sollte ich mir das mit dem Zweitstudium Physik doch noch mal überlegen… *g*. Danke schön!
Martinus…
Moin
heißt das dann, daß es (und sei
es nur um so minimale Grade, daß es letztlich nicht meß-,
sondern höchstens berechenbar ist) im Prinzip mit jeder neuen
PV-Anlage ein wenig dunkler auf der Erde wird?
durch jede Art von Absorbtion wird es dunkler.
Nun muß man schauen, welcher Untergrund unter der PV-Anlage ist.
Ist die Albedo kleiner, wird es nicht dunkler, ist sie höher wird es dunkler.
Allerdings wird langfristig kein Unterschied sein, weil die Erde mit dem All in einem thermischen Gleichgewicht steht.
Wenn man es genauer betrachtet, ist die Entropie der abgestrahlten Energie größer als die der aufgenommene. Wir leben also nur von Unordnung bzw. deren Erhöhung.
Gandalf
Hallo!
also da habe ich dir als Lehrer schon mehr zugetraut.
Photovoltaik wird nur zur Stromgewinnung genutzt und da kannst
du natürlich nur mit adäquaten Energiequellen wie Kohle, Öl,
Gas, Biomasse, Nuklear usw. vergleichen, aber doch nicht mit
Bioethanol.
Habe ich mit „biogenen Brennstoffen“ angefangen oder warst Du das?
Und was die Biomasse und den Kohlenstoffkreislauf anbetrifft: Biomasse setzt bei ihrem Abbau genau dieselbe CO2-Menge frei, egal ob das Holz verbrannt wird oder im Wald verrottet. Fossile Brennstoffe setzen gar kein CO2 frei, solange sie unter der Erde liegen. Das nur am Rande, denn offtopic ist es eh.
Aber warum meinst Du überhaupt, mich hier anpöbeln zu müssen?
Gruß, Michael
Allerdings wird langfristig kein Unterschied sein, weil die
Erde mit dem All in einem thermischen Gleichgewicht steht.Wenn man es genauer betrachtet, ist die Entropie der
abgestrahlten Energie größer als die der aufgenommene.
Deshalb ist es streng genommen auch kein Gleichgewicht, sondern lediglich ein stationärer Zustand.