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Pflanzen "bauen" Solarzellen
Ein ganz interessanter Bericht aus dem Bereich der Gentechnik zu Solarzellen - immerhin ein sehr interessanter Ansatz
http://news.discovery.com/tech/tobacco-plants-solar-cells.html
Hehe zumindest auf diese Weise hergestellte Solarzellen dürften eine gute Ökobilanz haben :D
Beste Antwort im Thema
Ein ganz interessanter Bericht aus dem Bereich der Gentechnik zu Solarzellen - immerhin ein sehr interessanter Ansatz
http://news.discovery.com/tech/tobacco-plants-solar-cells.html
Hehe zumindest auf diese Weise hergestellte Solarzellen dürften eine gute Ökobilanz haben :D
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43 Antworten
Wirkungsgrad technischer Solarzellen in Massenproduktion: 16%
Wirkungsgrad Photosynthese unter günstigen Bedingungen: 0.8 bis 1%
..............ja, ja, "von Pflanzen lernen"
Brotlose Kunst.
SRAM
Ich glaube du hast den Artikel nicht verstanden, was da gemacht wird - es geht keineswegs um organische Solarzellen oder Photosynthese, sondern um Pflanzen die gentechnisch so manipuliert werden, dass sie Strukturen bauen, die mit der Pflanze selbst nichts zu tun haben.
Zitat:
"Over billions of years, evolution has established exactly the right distances between chromophore to allow them to collect and use light from the sun with unparalleled efficiency," said Francis. "We are trying to mimic these finely tuned systems using the tobacco mosaic virus."
Zitat:
The beauty of the Nano Letters paper, says Belcher, is that it exploits an already efficient system, honed by millions of years of evolution, to produce structures for humans.
Ne, die Leute haben nicht verstanden, daß Photosynthese weder effizient noch günstig ist. "already efficient system", wenn ich den Schwachsinn schon höre.....
Dieser Forschungsansatz taucht mit schöner Regelmäßigkeit alle paar Jahre auf und verschwindet immer mangels Erfolg in der Versenkung.
Gäähhnn SRAM
Zitat:
Original geschrieben von SRAM
Wirkungsgrad technischer Solarzellen in Massenproduktion: 16%
Wirkungsgrad Photosynthese unter günstigen Bedingungen: 0.8 bis 1%
..............ja, ja, "von Pflanzen lernen"
Brotlose Kunst.
SRAM
Wenn die sich tatsächlich "selbst herstellen" und wie Pflanzen auch selbst reparieren müssten man diesen Anteil auch in den Wirkungsgrad rein rechnen ...
Wies dann in der Gesamtbilanz aussieht ... keine Ahnung ... zumindest anders ;)
Und die Herstellung wäre wohl auch sehr angenehm ... "ich pflanze mal schnell ein paar Solarzellen" :cool:
Und schöner wäre so ein Solarwald auch ... im Gegensatz zu einem Solarzellenpark ;)
Naja Wirkungsgrad Zahlen sind ja sowieso Unsinn.
Man kann bei Solarzellen einen Nutzungsgrad der Primärenergie berechnen die ist aber nur ein bedingt aussagekräftiger Wert, denn das sagt nur aus was theoretisch möglich wäre populärwissenschaftlich sicher gerne Wirkungsgrad genannt ist aber falsch und hat damit auch nichts zu tun.
Einen Wirkungsgrad kann man nicht berechnen, weil wir in unserem Bezugssystem für die Primärenergie (die Sonne) überhaupt keine Energie aufwenden - der "Betrieb" der Sonne kostet uns eben auf der Erde keine Energie. Sprich der Wirkungsgrad ist für uns auf der Erde immer unendlich, und zwar unabhängig vom Nutzungsgrad der Sonnenenergie, weil wir im gewöhnlichen Betrieb der Solarzelle immer 0 Energie aufwenden aber aus den Strahlen aus dem Bezugssystem Sonne > 0 Energie erzeugen. Damit ist auf der Erde eine Berechnung eines Wirkungsgrades unmöglich bzw. definitionsgemäß unendlich.
Für uns auf der Erde ist eben Sonnenenergie in unserem Bezugssystem "freie" Energie also Energie aus einem fremden von uns unabhängigen Energiesystem - im Gegensatz zu Energiearten die wir mit Ressourcen aus unserem System herstellen.
Was nur wichtig ist, ist die Gesamtenergiebilanz was kostet die Herstellung + Installation + Wartung + ...an Energie, was bringt die Zelle ein.
Eine Berechnung des Nutzungsgrades der Energie ist sicherlich für den Vergleich des Fortschrittes sinnvoll aber überhaupt keine aussagekräftige Grösse für den sinnvollen / sinnlosen Einsatz von Solartechnologie.
Bullshit.......
Fläche ist teuer. Ackerfläche ist noch teuerer. Die Strahlung pro Fläche liegt fest. Und damit sind die Kosten des Flächenverbrauches (mal abgesehen daß bei der "Solarpflanze" auch noch die Konkurrenz zur Nahrungsmittelerzeugung hinzukommt) direkt vom Wirkungsgrad (= abgegebene Leistung elektrischer Energie / Einstrahlung) abhängig.
Und da ist Photosynthese einfach nur gnadenlos schlecht.......
Gruß SRAM
Sorry aber was hat denn Geld mit einem Wirkungsgrad zu tun?
Haha das ist ja nun völlig abstrus
Wirkungsgradberechnung ist ganz einfach = gewonnene Energie / eingesetzte Energie (und die ist nunmal 0)
und zwar im Betrieb sonst nennt man das Energiebilanz - mehr steckt da nicht dahinter.
Was du da von Fläche usw herumfaselst ist vielleicht ob sich das wirtschaftlich rechnet oder ob man die Fläche anders nutzen kann hat aber mit einem Wirkungsgrad überhaupt nichts zu tun.
Energieertrag / Fläche ist schlechter als anderes dafür gibt es praktisch nichts das auch nur annähernd an den energetischen Wirkungsgrad von unendlich herankommt.
Rein Technisch ist eine pflanze schon effizient, sie muß weder gebaut noch gewartet werden, sie braucht nur einen ausreichenden zugang zu wasser, co² und mineralien, sowie einen ausreichend guten boden, wenn man bedenkt, daß sich eine pflanze selber baut ist sie effizient, nur um mehr als sich selber zu versorgen reicht es kaum.
Daß eine pflanze nur einen geringen anteil an sonnenlicht in nutzbare energie umwandelt, hat ja mit strom erzeugung nicht viel zu tun.
Nur für den menschen ist die nutzung der pflanze als rohstoff für energie, nahrungs und material erzeugung wichtig und da wäre deffinitiv verbesserungsbedarf.
Um ehrlich zu sein verstehe ich den ansatz des artikels nicht ganz, wollen die jetzt mit Tabakpflanzen strom erzeugen oder die grundstruktur der Tabakblätter synthetisch nachahmen um so ein effizienteres solar panel zu schaffen?
die meinermeinung nach effizienteste nutzung von solarzellen besteht in der konzentration des lichtes auf eine kleine zelle, zb aus 1m² auch 1dm² gebündelt (was dabei temperaturtechnisch und leistungstechnisch rauskommt weiß ich jetzt auch nicht, dazu fehlen mir die nötigen formeln und parameter)
Zitat:
Original geschrieben von blueeyeboy
die meinermeinung nach effizienteste nutzung von solarzellen besteht in der konzentration des lichtes auf eine kleine zelle, zb aus 1m² auch 1dm² gebündelt (was dabei temperaturtechnisch und leistungstechnisch rauskommt weiß ich jetzt auch nicht, dazu fehlen mir die nötigen formeln und parameter)
Die Leistungsdichte erhöht sich um die Reduzieung der Fläche ... werden 1000 W/m² (1m² ~ 100 dm²) auf einen 1 dm² gebundelt erhöt sich die Leichtungsdichte ebenfalls um etwa den Faktor 100 ...
An die Temperatur kommst du meiner Meinung nach nicht so leicht ran ... dazu muss man den Absorptionsgrad und Emissionsgrad des Materials bei bestimmten Wellenlängen und Temperaturen kennen ... und natürlich die spektrale Zusammensetzung des Lichts ... abzüglich der Nutzleistung !!
Wenn es keine Vakuumröhre ist muss man auch noch die Konvektion berücksichtigen ... bei Vakuumröhren wäre dann noch die Absorption, Emission und Transmissionsgrad des Röhrenglases von Interesse ...
Also lassen wir das hier lieber ... ;)
Zitat:
wollen die jetzt mit Tabakpflanzen strom erzeugen oder die grundstruktur der Tabakblätter synthetisch nachahmen um so ein effizienteres solar panel zu schaffen?
weder, noch. Die genmanipulierten Pflanzen sollen die Strahlungsempfindlichen Teile einer Solarzelle produzieren, aus denen dann nach Ernte Zellen gefertigt werden.
In Anbetracht der geringen Wirkungsgrade der Photosynthese ist das eine schlechte Idee.
Zu den Kosten von Pflanzen: die Kosten für Landwirtschaft werden oft unterschätzt. Einen guten Überblick kannst Du dir hier verschaffen: http://daten.ktbl.de/energy/
Entsprechende Rechnungen haben wir schon oft durchgeführt. Da ein Landwirt pro Hektar einen Mindestgeldertrag erwirtschaften muß sind die Mindestpreise für Energiepflanzen (für Kulturpflanzen wie Tabak sind die Kosten noch deutlich höher !) nach unter limitiert (floor Bildung). Dieser floor, bei dem der Landwirt noch so gerade eben überleben kann, liegt aber schon um ein mehrfaches über den Preisen für fossile Energieträger.
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Zu den Konzentratorzellen: die größten Nachteile sind
a) konzentrieren läßt sich nur direktes Sonnenlicht, wolkenloser Himmel ist also voraussetzung für die Funktion
b) will man nicht (prohibitiv teure !) Kaltlichtspiegel einsetzen, werden die Zellen stark erwärmt, was den Wirkungsgrad sehr stark verringert.
Gruß SRAM
Naja ich gehe mal davon aus daß es keine silizium basierende solarzellen werden, dazu müßte eine pflanze in der lage sein silizium einzulagern und zu konzentrieren, was gelinde gesagt nach alchemie klingt.
die große frage ist doch welchen stoff, der für solarzellen nutzbar ist von pflanzen angereichert werden kann.
Und wenn man den wirkungsgrad bzw die energieeffizienz vom sonnenstrahl bis zum geernteten produkt inlkusive des energieverbrauchs der agrarwirtschaft berechnet , wird wohl nicht viel dabei rauskommen.
Was wichtiger ist als eine neue erzeugungs methode für solarzellen, wäre die erforschung neuer materialien, die eine höhere ausbeute haben.
Eben !
Gruß SRAM
Zitat:
Original geschrieben von SRAM
Wirkungsgrad technischer Solarzellen in Massenproduktion: 16%
SRAM
Das war gestern.
Die beste kommerzielle Solarzelle auf dem japanischen Markt kommt derzeit von Panasonic: Mit einem Effizienz von 21,6 Prozent wandeln diese HIT-Zellen – so der Markenname – die Sonnenenergie in elektrischen Strom um. Ab 2013 will Panasonic Zellen mit 23 Prozent Wirkungsgrad vermarkten.
Das kommt jetzt:
Sharp Develops Concentrator Solar Cell with World’s Highest Conversion Efficiency of 43.5% (at the research level)
Zitat:
Wirkungsgrad technischer Solarzellen in Massenproduktion: 16%
2013 ist "morgen"
bis Massenproduktion ist es immer ein weiter Weg.
Einer, der von Protagonisten der jeweiligen Technologie immer gnadenlos unterschätzt wird.
Und wenn einer schon von "research level" spricht, läutet bei mir die > 40 Jahre Glocke ;)
Wenn du Gegenbeispiele aus der technischen Entwicklung kennst: daran wäre ich sehr interessiert ;)
(ich kenne nur zwei in den letzten 60 Jahren: float glas und shale gas)
Gruß SRAM