Originally Posted By: JustSid
Solarpanele sind ja in der Regel so angebracht das die sich in die Sonne drehen können um maximale Effizienz zu bekommen, ansonsten hat man nur eine sehr kurze Zeit in der die Solarpanele wirklich Energie liefern.

Da, negative Kritik. Sei Glücklich! tongue
War das überhaupt NEGATIV?
Ich sehe es eher als Anregung zum Nachdenken und zum Diskutieren.
Und so gesehen bin ich wirklich glücklich darüber. wink

Ich glaube nämlich, dass Du falsch liegst. tongue
Aber lass uns mal darüber diskutieren. wink

Ich glaube, Du verwechselst Solarpaneele mit Sonnenblumen, grin
oder mit thermischen Solarkraftwerken, die mit Parabolspiegel arbeiten.

Bei diesen Kraftwerken mit Parabolspiegel wird das Sonnenlicht gebündelt, und aus der Hitze der im Brennpunkt gebündelten Lichtstrahlen wird dann die Energie gewonnen. Dabei muss klarerweise der Spiegel immer direkt auf die Sonne ausgerichtet werden.

Solarpaneele arbeiten anders. Auf sie muss das Licht nicht im Rechten Winkel treffen. Es reicht auch aus, wenn das Licht in einem flachen Winkel auf die Solarzellen trifft.
Sonst könnte es ja keine Solarzellen auf Häuserdächern geben. Weil die Häuserdächer werden ja nicht ständig nach der Sonne ausgerichtet. wink

Und bei Solarparks liegen die Solarzellen auch meistens flach am Boden, oder sind bestenfalls fix in einem bestimmten Winkel Richtung Äquator geneigt. Also auf der nörlichen Erdhalbkugel Richtung Süden. Und auf der südlichen Erdhalbkugel Richtung Norden. Je näher bei den Polen (Nordpol, Südpol) sich der Standort befindet, desto größer der Neigungswinkel.




Aber nun zurück zu meiner Raumstation:

Die Raumstation wird eine Umlaufbahn um den Äquator der Erde haben. Die genaue Geschwindigkeit der Raumstation und die Höhe der Umlaufbahn muss ich mir erst im Detail überlegen.
Aber halt ... bevor ich weiterschreibe, sollte ich zur Sicherheit erstmal ein paar Dinge erwähnen, die vielleicht nicht allen klar sind, bzw. bei denen es immer wieder Missverständnisse oder falsche Vorstellungen gibt:

1.) Im Weltraum gibt es keine Schwerelosigkeit!
Viele Menschen stellen sich vor, dass sie nur hoch genug von der Erde abheben müssen, um dann irgendwann oben im Weltraum in der Schwerelosigkeit zu sein. Aber das ist falsch.

Ab einer Höhe von ca. 80 bis 100 km beginnt der Weltraum. Wer dort oben "steht", fällt jedoch genauso schnell wieder hinunter auf die Erde, wie jemand, der von einem 100 Meter hohen Turm springt (sogar schneller, weil der bremsende Luftwiderstand dort oben wegfällt). Ja, selbst wenn man irgendwo in Höhe der Mond-Umlaufbahn "steht", würde man wieder auf die Erde zurück fallen. Außer ... man steht nicht still, sondern bewegt sich mit entsprechend hoher Geschwindigkeit in einer Umlaufbahn um die Erde.

Also das einzige, was uns "oben" im Weltraum hält, ist die Fliehkraft (Zentrifugalkraft), und die entsteht, wenn wir uns mit einer bestimmten Geschwindigkeit um die Erde bewegen. So wie ein Pendel, das eine kreisförmige Bewegung macht:



Je schneller sich die Kugel bewegt, desto größer wird der Abstand der Kugel zur Mitte (also ihre "Umlaufbahn"). Je langsamer die Kugel wird, desto mehr nähert sie sich der Mitte. Die Geschwindigkeit und der Abstand der Kugel zur Mitte sind also direkt voneinander abhängig.

Und bei Satelliten, Raumschiffen und Raumstationen ist es genauso. Die Geschwindigkeit, mit der sie sich bewegen, bestimmt auch den Abstand der Umlaufbahn zur Erde.
Ein freies "Herumfliegen" im Weltraum, wie man es oft in Science-Fiction-Filmen sieht (mit Beschleunigen, Abbremsen, Richtungswechsel, etc.), ist also physikalisch gar nicht so einfach möglich. Jedes Bremsen würde bedeuten, dass man auch an Höhe verliert. Jedes Beschleunigen führt dazu, dass man sich auch weiter von der Erde entfernt. Ein Stehenbleiben im Weltraum würde dazu führen, dass man wie ein Stein auf die Erde hinunter fällt.


2.) Daher gibt es verschiedene Erdumlaufbahnen, deren Entfernung von der Geschwindigkeit abhängt, mit der sich ein Objekt um die Erde bewegt.

In so einer Umlaufbahn sind dann die Erdanziehungskraft und die Fliehkraft (aufgrund der Geschwindigkeit) gleich stark, sodass sich diese Kräfte gegenseitig aufheben. In einem Raumschiff, das sich in so einer stabilen Umlaufbahn befindet, herrscht also Schwerelosigkeit.

Eine beliebte Umlaufbahn ist die sogenannte "geostationäre Umlaufbahn". Sie liegt in einer Höhe von 42.157 km. Objekte, die sich in dieser Höhe befinden, haben exakt die gleiche Geschwindigkeit wie die Erdrotation. Diese Umlaufbahn ist daher bei geostationären Satelliten sehr beliebt (also Satelliten, die immer über dem selben Ort auf der Erde stehen müssen - z.B. Fernsehsatelliten).
Der Nachteil ist die große Entfernung. Bei einer Raumstation wäre so eine Umlaufbahn mit einem Shuttle nur mit sehr viel Energie/Treibstoffverbrauch erreichbar.

Die amerikanischen Spaceshuttles flogen üblicherweise nur in einer Höhe von ca. 100 km. Also deutlich näher bei der Erde als die geostationäre Umlaufbahn.

Zu erwähnen wäre dann noch die sogenannte "Parkbahn", in einer Höhe zwischen 150 und 200 km. Das ist eine Umlaufbahn, die mit relativ geringem Treibstoffverbrauch erreicht werden kann. Sie heißt deshalb "Parkbahn", weil viele Trägerraketen in dieser Umlaufbahn erstmal kurzzeitig "parken", bevor sie z.B. eine Raketenstufe abwerfen um dann weiter in eine höhere Umlaufbahn zu fliegen.

Die Internationale Raumstation ISS hat eine Umlaufbahn in 350 km Höhe, und benötigt, um dort oben bleiben zu können, eine Geschwindigkeit von ca. 27.600 km/h. Damit umrundet sie die Erde alle 90 Minuten, also 16 mal pro Tag.


Jetzt wieder zurück zur Energieversorgung meiner Raumstation:

Eine geostationäre Umlaufbahn wäre also für meine Raumstation nicht geeignet, da diese Umlaufbahn (Höhe 42.157 km) zu weit entfernt sein würde. Shuttles von der Erde würden extrem viel Energie/Treibstoff benötigen, um dorthin zu gelangen. Und müssten dabei auch sehr sehr oft die Erde umrunden, um auf eine solche Höhe zu kommen.

Eine sinnvolle Umlaufbahn für meine Raumstation wäre also schon eher die von der ISS, in 350 km Höhe.

Das bedeutet aber, dass diese Raumstation die Erde alle 90 Minuten umrunden würde. Sie ist also abwechselnd für ca. 45 Minuten dem Sonnenlicht ausgesetzt, und danach gibt es weitere 45 Minuten lang "Nacht" bzw. Dunkelheit.

Das Problem, dass man die gewonnene Sonnenenergie für eine lange Nacht speichern muss, fällt also weg. Weil alle 45 Minuten geht wieder die Sonne auf.

Die Raumstation selbst ist so ausgerichtet, dass die Solarpaneele (also der "Pilzförmige obere Teil der Raumstation") immer von der Erde weg zeigt. Die Ausrichtung der Solarzellen entspricht also denen von einem Solarpark auf der Erde - sie sind parallel zur Erdoberfläche ausgerichtet. Werden also alle 90 Minuten direkt in einem Rechten Winkel von der Sonne beleuchtet, und für eine Dauer von ca. 90 Minuten sind sie dann der Sonne ausgesetzt (wenn auch nur in einem flacheren Winkel).

Deshalb hatte ich die Oberseite der Raumstation auch "kuppelförig" gewölbt. Dadurch trifft dann kurz nach "Sonnenaufgang" bzw. kurz vor "Sonnenuntergang" mehr Licht von der Seite auf die Solarpaneele.

Ich hoffe, das war halbwegs verständlich?! wink

Falls ich einen Gedankenfehler dabei gemacht haben sollte, bitte nicht zögern, mich zu korrigieren. wink