Aufgabe: In den bayrischen Alpen befindet sich eine Alphütte. Die Stromversorgung muss über Solarkollektoren und Batterien sichergestellt werden.
Die Hauptverbraucher auf der Hütte sind die Melkmaschine, der Kühlschrank und die Beleuchtung. Die Beleuchtung mit Leuchtstoffröhren und Energiesparlampen benötigt etwa 100 W während 6 Stunden, der große Kühlschrank braucht 200 W während 4 Stunden, die Melkmaschine benötigt 4 Stunden lang 500 W.
Alle Geräte werden mit Lichtstrom (220V) betrieben. Die Speicherung der elektrischen Energie erfolgt durch Batterien. Die Batterien müssten diese Elektrizität während 3 Tagen ohne Nachladung liefern können. Die Batterie-Anlage ist aus Batterien mit 12 Volt Betriebsspannung und 100 Ah Speichervermögen aufzubauen.
Es werden 8 Stunden täglichem Sonnenschein bei 400,00 Watt/m² angenommen.
a) Ermitteln Sie die Batteriekosten für die Stromversorgung der Berghütte.
Annahme: Jede Batterie kann 70 % der gespeicherten Energie bei konstant 12 Volt abgeben. Eine Batterie kostet 400,00 €.
b) Ermitteln Sie die Solarzellenfläche für die Berghütte. Der Wirkungsgrad der Module beträgt 12 %.
c) Wie hoch sind die Kosten für die Module, wenn eine Solarzelle die Fläche 0,4 m² hat und ca. 700 € kostet?
d) Erläutern Sie, mit welchen Kosten neben den ermittelten Batterie- und Modulkosten der Betreiber der Alphütte noch rechnen muss .
