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Solar Thermie
Hintergrund
Die Sonne bestrahlt die Erde bei wolkenlosem Himmel mit einer
Licht-Leistung von annähernd 1000 Watt pro Quadratmeter.
Insgesamt ergibt sich ein jährlicher Energieeintrag auf die Erdoberfläche
von ca. 150.000.000 Mtoe (Million
Tonnes of Oil Equivalent - Millionen Tonnen
Rohöl-Äquivalent). Demgegenüber steht ein Weltenergieverbrauch
von ca. 10.000 Mtoe (Jahr 2004).
In der Bundesrepublik Deutschland entfallen ca. 50%
des Energie-Endverbrauchs auf die Bereitstellung
von Niedertemperatur-Wärme. Mittels Solar-Kollektoren
lässt sich die Solar-Strahlung in Nutzwärme zur
Brauchwasser-Erwärmung, Heizungs-Unterstützung oder
Bereitstellung von Prozess-Energie umwandeln. Neuartige
wärmeangetriebene Adsoptions-Kühlsysteme erschliessen
die solar erzeugte Wärme sogar für Klimatisierungsanwendungen.
Demonstrieren Sie die Nutzung der Energie der Sonne zum Heizen, Kochen oder Kühlen.
Unsere Systeme
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FocusFresnel - Konzentrierende Fresnel Linse
Im Jahre 1822 kostruierte Augustin Fresnel eine neue optische Linse. Im Gegensatz zu den bis dahin bekannten massiven, dicken Linsen strukturierte er eine flache Glasscheibe mit konzentrischen Vertiefungen und erzielte
damit ähnliche optische Eigenschaften wie die der herkömmlichen Linsen. Ein wesenlicher Vorteil dieses Systems
ist eine erhebliche Materialeinsparung und die sich daraus ergebenden geringen Herstellungskosten.
Daher stellt dieser Linsentyp einen idealen Konzentrator für Solarstrahlung dar.
Zum einen erreicht man durch einen Konzentrator in solar-thermischen Absorbern eine sehr hohe Temperatur.
Zum anderen führt der Einsatz solcher Linsen in solar-elektrischen Systemen (Photovoltaik) zu einer deutlichen
Reduzierung der benötigten Solarzellenfläche und stellt damit ein signifikantes Potential zur Kostenreduktion
der erzeugten elektrischen Energie dar.
Ein ideale Linse für vielfältige Experimente:
Bei Sonnenschein lassen sich problemlos die Zündtemperaturen vieler Stoffe erreichen.
Oder bringen Sie Wasser in einem Reagenzglas zum Sieden ...
Achtung: Niemals die Finger in den Brennpunkt halten oder durch die Linse in Richtung Sonne schauen!
Technische Daten:
- Abmessung 18 cm x 26 cm
- Brennweite ~30 cm
- Thermische Leistung im Brennpunkt ~40 W
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FocusMirror140Kit - Parabolischer Solar-Konzentrator für eigene Experimente
Der Bausatz FocusMirror140Kit besteht aus einzelnen Spiegelblechen, die auf einer Rahmenstruktur
zu einem parabolischen Spiegel zusammengesetzt werden. Bei senkrechter Ausrichtung
zur Sonne wird das einfallende Licht auf eine kleine Brennfläche konzentriert.
FocusMirror140 ist geeignet zum Kochen: Spiegel zur Sonne ausrichten, einen schwarzen Topf
in den Brennpunkt stellen (eine spezielle Halterung ist vorgesehen) und los geht's.
Ideal für Suppen oder Eintöpfe.
Auch ein spannender Ausgangspunkt für Experimente mit Konzentrator-Solarzellen, Dampferzeugern oder
zur Trocknung des Zeoliths unseres
SolCool System
Technische Daten:
- Durchmesser 140cm
- Strahlungsleitung in der Brennebene ~1200 W
- Thermische Leistung bei Verwendung eines einfachen schwarzen Absorbers ~700 Watt
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FocusMirror35Kit - Parabolischer Solar-Konzentrator für eigene Experimente
Siehe FocusMirror100Kit
Technische Daten:
- Durchmesser 35cm
- Leistung ~50 W
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SolCool - Solares Adsorptions-Kühlsystem
SolCool ist ein netzunabhängig arbeitendes Demonstrationsgerät, mit dem innerhalb von
wenigen Minuten eine kleine Wassermenge gefroren werden kann. Das System besteht aus
einer mit Zeolith gefüllten Edelstahlpatrone, die über einen Adapter mit einem Wasserbehälter
verbunden ist, und einer Handvakuumpumpe. Das Funktionsprinzip basiert auf drei physikalischen
Phänomenen:
Die Verdampfungstemperatur einer Flüssigkeit - in diesem Fall Wasser - hängt vom Umgebungsdruck
ab. Bei 20° C beginnt Wasser zu sieden, wenn der Umgebungsdruck unter 20 mBar liegt.
Während des Verdampfungsvorgangs wird dem flüssigen Medium (Wasser) Wärme entzogen und dadurch kühlt
dieses ab.
Zeolith kann Wasserdampf aus feuchter Luft aufnehmen - adsorbieren.
Wird das System mittels der Pumpe evakuiert, beginnt das Wasser zu sieden, das restliche flüssige
Wasser kühlt sich ab und beginnt schliesslich zu gefrieren. Das Zeolith adsorbiert dabei den entstandenen
Wasserdampf und ermöglicht so weitere Wasserverdampfung.
Dieser Vorgang hält so lange an, bis das gesamte Wasser gefroren ist oder das Zeolith kein Wasser mehr
aufnehmen kann. Das feuchte Zeolith kann bei ca. 200° C z.B. in einem Backofen oder im unserem Solarkocher
FocusMirror100Kit getrocknet werden.
Mit einer Füllung trockenen Zeoliths lassen sich ca. 100 ml Eis erzeugen.
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