Sonnenkollektor < HochschulPhysik < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 10:26 Sa 20.06.2009 | | Autor: | SGAdler |
| Aufgabe | Ein Sonnenkollektor mit einer Fläche von 5 m² hat eine Leistung von 6,733 kW. Der Sonnenkollektor hat den Absorptionsgrad α = 1,0. Alle anderen Flächen, als die Oberfläche, sind perfekt verspiegelt (α = 0,0). Der Kollektor ist perfekt isoliert, so dass keine Wärme verloren geht.
a) Auf welche Temperatur heizt sich der Kollektor auf?
b) Wie groß ist die abgegebene Wärmemenge des Kollektors, wenn er auf 20°C herunter gekühlt wird?
c) Wie groß wäre die Leistung des Kollektors, wenn die Sonnenstrahlen auf seine Oberfläche unter einem Winkel von 38° auftreffen? |
Ich such jetzt seit einer halben Stunde irgendwelche Formeln dazu, habe aber bis jetzt nichts brauchbares gefunden.
Wäre nett, wenn mir jemand einen kleinen Ansatz geben könnte. :)
Gruß
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 11:52 Sa 20.06.2009 | | Autor: | rainerS |
Hallo!
> Ein Sonnenkollektor mit einer Fläche von 5 m² hat eine
> Leistung von 6,733 kW. Der Sonnenkollektor hat den
> Absorptionsgrad α = 1,0. Alle anderen Flächen, als die
> Oberfläche, sind perfekt verspiegelt (α = 0,0). Der 6.7
> Kollektor ist perfekt isoliert, so dass keine Wärme
> verloren geht.
>
> a) Auf welche Temperatur heizt sich der Kollektor auf?
>
> b) Wie groß ist die abgegebene Wärmemenge des Kollektors,
> wenn er auf 20°C herunter gekühlt wird?
>
> c) Wie groß wäre die Leistung des Kollektors, wenn die
> Sonnenstrahlen auf seine Oberfläche unter einem Winkel von
> 38° auftreffen?
> Ich such jetzt seit einer halben Stunde irgendwelche
> Formeln dazu, habe aber bis jetzt nichts brauchbares
> gefunden.
> Wäre nett, wenn mir jemand einen kleinen Ansatz geben
> könnte. :)
Nach Voraussetzung [mm] ($\alpha=1$) [/mm] ist der Sonnenkollektor ein schwarzer Körper, dessen abgestrahlte Leistung nach dem Stefan-Boltzmann-Gesetz berechnet werden kann.
Zu a: Die Temperatur bleibt konstant, wenn der Körper soviel Leistung abstrahlt, wie er aufnimmt.
Viele Grüße
Rainer
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 08:36 So 21.06.2009 | | Autor: | SGAdler |
Hi, danke für die Hilfe. Habe bei der a) 119,4°C rausbekommen.
Welche Formel brauche ich denn bei b) und c)? Weiß da leider auch nicht weiter. :(
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Hallo!
Dazu brauchst du eigentlich genau die gleiche Formel. Ich frag mal so: Welche Leistung strahlt dein Kollektor denn ab, wenn er 20°C hätte? Wenn man ihm keine Leistung entnehmen würde, würde er die ganzen 6,377kW, mit denen er von der Sonne bestrahlt wird, wieder abstrahlen.
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 11:36 So 21.06.2009 | | Autor: | SGAdler |
Ah ok, klingt logisch, danke.
Also 6,733kW - 2,0937kW = 4,6393 kW?
Und die c)? :)
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Hi!
Na, stell dir die Sonnenstrahlen doch mal wirklich bildlich als parallele Strahlen mit gleichem Abstand vor, die auf deinen Kollektor treffen. Wenn du den Kollektor nun drehst, treffen weniger Strahlen auf ihn, bis bei 90° gar keine mehr drauf fallen.
Das ist ein recht einfaches geometrisches Problem.
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(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 12:37 So 21.06.2009 | | Autor: | SGAdler |
Peinlich. ^^
Danke für die Hilfe.
Habe da jetzt 5,025kW raus, hoffe das stimmt.
Wusste am Anfang nicht, wie ich mir das mit der Leistung vorstellen soll.
Naja, danke nochmals.
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