Energetische Berechnung, bzw. Erfahrungswerte?

Guten Tag Community,

wir haben eine Solarthermieanlage zum Erwärmen des Brauchwassers.
Im Sommer funtioniert die Anlage naturgemäß tadellos und es ergiebt sich regelmäßig eine Brauchwasserthemperatur deutlich über 55°C.

Die Anlge aktiviert den Wärmeaustausch mit der Solarthermie bei einer Themperaturdifferenz von 5°C, also wenn die Panele mind. 5° wärmer ist als die kälteste Zone im Schichtenspeicher.

Der Hersteller der Anlage empfiehlt konstant eine Themperatur über 55°C zu fahren, um der Verkeimung mit Legionellen vorzubeugen, oder einmal die Woche die Themperatur des Brauchwassers über 82°C zu erhitzen um eine Desinfektion des sog. Hygienetanks durchzuführen.

Gerade jetzt ergibt es sich, dass die Themperatur in der Solarpanele eben über mehrere Tage keine Themperaturen über 60°C erreicht und das Brauchwasser ohne zusätzliche Heizung zum Duschen und Baden zu kalt ist +/-30°C.

Ich frage mich, was energetisch sinnvoller ist. Z.Zt. habe ich daher an der Anlage eine Grundthemperatur von 45°C als konstant vorgehaltene Themperatur angewählt um doch noch möglichst Energie aus den Solarpanelen ab 50°C zu beziehen.

Hierfür gibt es tatsächlich auch eine Entkeimungautomatik im Betriebssystem der Heizung, die präventiv 1 X pro Woche die Wasserthemperatur auf über 82°C aufbereitet.

Mal abgesehen davon, das meine Familie dann immer morgens aufschreit, wenn das Wasser überraschend heiss aus der Leitung kommt,

lautet meine Frage: "Was benötigt wohl mehr Energie? Das konstante Halten der Themperatur auf 55°C und dem Wärmeverlust durch Abkühlung, trotz modernem isolieten Tank (ca. 10°C über Nacht, bzw in 12 Std.) oder Absenkung der konstant gehaltenen Themperatur auf 45°C und gelegentlichem 'Solaren Zugewinn', dafür aber regelmäßiges aufheizen über 82°C, 1 X die Woche.

Ich kann das leider nicht abschätzen, geschweige denn berechnen.

Ich weiss noch, das 1 Watt, die Energie ist, die man in einem verlustfreien System bei 20°C benötigt, um 1 Liter Wasser um 1°C zu erwärmen. Und dass man immer mehr Energie benötigt, je wärmer das Medium (H2O) bereits erwärmt ist.

Vielleicht bin ich ja nicht der einzige, der sich da schon mal Gedanken drüber gemacht hat und nur keine Antwort bei Tante Goggel gefunden hat.

Ich freue mich auf Eure fundierten Statements.

Temperatur, Energie, Heizung
Quantenphysik/ Photonen / Photoeffekt?

Quantenphysik

Ich stehe vor folgender Aufgabe. Bei der b habe ich gar keine Idee. Ansonsten habe ich die Aufgaben gelöst, allerdings weiß ich nicht, ob sie stimmen

Aufgabe: UV-Licht der Wellenlänge λ=300 nm tri􏰃 auf eine Cäsiumschicht, deren Fläche A=1cm2 beträgt. Die Stärke der Bestrahlung beträgt 2,0 W/cmhoch2.

a) Berechnen Sie die Energie eines Photons.

Hier habe ich Eph= 6,62 *10hoch-19 J raus

b) Bestimmen Sie die Anzahl der Photonen, die jede Sekunde auf die bestrahlte Fläche auftreffen.

Hier habe ich erhlichgesagt keinen Ansatz . Eine Erkläreung mit Formel wäre sehr hilfreich. Ich bitte um einen verständlichen Rechenweg Danke:)

c) Berechnen Sie die maximale kinetsche Energie, die ein durch die Strahlung herausgelöstes Elektron besitzt. Geben Sie die Energie in J und in eV an.

also ich weiß, dass Ekin= h*f - Wa (Wa ist die Ausstritsarbeit und also fg*h)

da es sich um Cäsium handelt ist Wa ja bekannt (1,9eV Formelsammlung) und die Energie des Photons habe ich in Aufgabenteil a) bereits emittelt

Meine Rechnung : Ekin= 6,62*10hoch-19 J -1,9eV = 3,576*10hoch Minus 19 Joule.

ist das richtig?

d) Ermitteln Sie die maximale Gegenspannung, die das Elektron überwinden könnte.

Wahrscheinlich stimmt es nicht. Mein Ansatz: ich weiß aus c) die maximale kinetische Energie meines Photons (fall c stimmt)

Ekin= e* U EkinMAX= ->= 3,576*10hoch Minus 19 Joule. U= EkinMax/e =2,232 Volt ist das richtig?

Energie, Licht, Spannung, Formel, kinetische Energie, Physik, Physiker, Quantenphysik, Volt, Elektronen, Photoeffekt, Photonen, Wellenlänge

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