Kälteerzeugung mit elektrischen Systemen
Als elektrische Systeme für die solare Kälteerzeugung stehen zwei Verfahren zur Verfügung: das Photovoltaik-Peltier-System und das Photovoltaik-Kompressionskältesystem. Auch wenn es mit beiden möglich ist, zu kühlen, sind doch andere Verfahren praktikabler, da die Photovoltaikkomponenten einen zu geringen Wirkungsgrad haben.
Photovoltaik-Peltier-System
Der französische Physiker Peltier entdeckte 1834 einen Effekt, nach
dem das Peltierelement arbeitet. Peltier fand heraus, dass bei
Stromdurchgang an der Kontaktstelle zweier verschiedener, einander
sich berührender Metalle eine Temperaturabsenkung gegenüber der
Umgebungsluft festzustellen war.
Ein Peltierelement besteht aus zwei Halbleiterschenkeln, von denen der eine n-, der andere p-leitend ist. Die beiden Schenkel sind an ihrer Stirnseite durch eine Kupferbrücke verbunden. Fließt durch dieses Peltier-Element ein Gleichstrom, so kühlt sich die eine Seite des Elementes ab und entnimmt infolgedessen von der Umgebung Wärmeenergie. Die von der kalten Elementseite aufgenommene Wärmeenergie wird an der warmen Seite wieder an die Umgebung abgegeben. Das Peltierelement „pumpt“ also Wärmeenergie von der kalten auf die warme Seite. Der Strom, den das Element braucht, wird beim Photovoltaik-Peltier-System von Photovoltaikelementen geliefert.
Photovoltaik-Kompressionskältesystem
Dieses System arbeitet mit einer herkömmlichen
Kompressionskälteanlage, für die elektrische Energie von einer
Photovoltaik-Anlage bereitgestellt wird.
Das Prinzip der Kompressions-Kälteenergieerzeugung kann wie
folgt beschrieben werden: Das im Kältekreis der
Kompressionskälteanlage befindliche Kältemittel
wird im Verdampfer durch Wärmeentzug des zu kühlenden Mediums
verdampft. Im Verdichter erfolgt eine Druck- und
Temperaturerhöhung. Anschließend wird das Kältemittel im
Kondensator unter Wärmeabgabe wieder verflüssigt. Durch eine
Drossel wird das Kältemittel auf den Verdampfungsdruck
entspannt.
Quelle: Institut für Thermodynamik und Wärmetechnik,
Stuttgart
