Der Geek-Atlas (German Edition)

befindet – ein
     Kolben bewegt sich, wenn das Gas erhitzt wird, der andere wenn es abkühlt. Dabei bewegen die Kolben einen Generator zur Stromerzeugung.
    Praktische Informationen
    Sanlúcar la Mayor ist über die A-477 nach Los Ranchos de Guadimar einfach zu erreichen. Das Kraftwerk Solúcar PS10 liegt drei
     Kilometer nordwestlich von Los Ranchos de Guadimar und an den Koordinaten 37° 26’ 34.8» N, 6° 15’ 0» W direkt von der Straße
     aus zu sehen.
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    Photovoltaik
    Solúcar PS10 wandelt Sonnenlicht zuerst in Dampf um, und diesen Dampf dann in Elektrizität. Bei einer etwas direkteren Methode,
     die von der kleinen Sevilla PV-Anlage verwendet wird, wird Sonnenlicht mittels Photovoltaik direkt in Strom umgewandelt. Alle
     Photovoltaik-Paneele, üblicherweise Solarpaneele genannt, verwenden immer die gleiche Technik, egal ob sie zur Stromerzeugung
     im Haus oder für den Taschenrechner verwendet werden. Es handelt sich um Halbleiter, die den photoelektrischen Effekt (siehe Abbildung 35.2 ) nutzen, um Strom zu erzeugen.
    Ein typisches Solarpaneel besteht aus zwei Leitern (siehe Abbildung 31.2 ) zwischen denen ein Halbleiter (wie Silizium) liegt. Dadurch wird die Kernkomponente aller Halbleiter erzeugt – ein PN-Übergang
     (siehe Abbildung 84.2 ), an dem sich n- und p-dotiertes Silizium treffen.
    Abbildung 31.2 Schichten eines Solarpanels
    Das n-dotierte Silizium (das einen Überschuss an Elektronen besitzt) zeigt in Richtung Sonne. Die Leiter werden mit dem zu
     betreibenden Gerät verbunden. Der der Sonne zugewandte Leiter muss transparent sein (d.h. aus einem transparenten Material
     bestehen oder Löcher aufweisen), damit das Sonnenlicht durchdringt. Das Sonnenlicht trifft auf das n-dotierte Silikon und
     der photoelektrische Effekt sorgt dafür, dass einige Elektronen zusätzliche Energie durch die Photonen aufnehmen.
    Hat ein Elektron ausreichend Energie aufgenommen, spaltet es sich von seinem Atom ab und kann sich innerhalb des Halbleiters
     frei bewegen. Wenn nun eine Belastung hinzugefügt wird, bewegen sich die freigesetzten Elektronen vom n-dotierten Bereich
     hin zum p-dotierten Bereich (der zu wenige Elektronen enthält) und durch den Schaltkreis.
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    Die Elektronen können sich nur in eine Richtung bewegen, da der PN-Übergang eine Diode bildet, d. h., der Strom kann nur in
     einer Richtung fließen. Der Grund hierfür ist die sogenannte Sperrschicht, die an der Stelle entsteht, an der sich n-dotiertes
     und p-dotiertes Silikon treffen.
    Wenn keine Last angeschlossen ist, besteht eine natürliche Balance zwischen den Elektronen am PN-Übergang ( Abbildung 31.3 ). Da dem p-dotierten Silizium Elektronen fehlen, wandern Elektronen aus dem n-dotierten Silizium nahe des Übergangs zum p-dotierten
     Silizium (wodurch ein passendes »Loch« – Raum für ein Elektron – von der p-dotierten zur n-dotierten Seite wechselt). Dieser
     Prozess ist abgeschlossen, wenn alle Elektronen und Löcher in der Nähe des Übergangs ausgetauscht wurden. Dadurch entsteht
     ein negativ geladener Bereich auf der p-dotierten Seite und ein positiv geladenen Bereich auf der n-dotierten Seite. Dieser
     Unterschied in der Ladung erzeugt ein elektrisches Feld, das dafür verantwortlich ist, dass Halbleiter nur in einer Richtung
     leiten können.
    Abbildung 31.3 Die Sperrschicht
    Damit Elektronen sich von den Atomen abzuspalten, benötigen sie eine bestimmte Energie von den Photonen, die auf das Solarpaneel
     treffen. Ist die Energie des Photons zu gering, durchläuft es einfach das Paneel, ohne Elektrizität zu erzeugen. Einige Photonen
     werden von der Oberfläche des Paneels reflektiert und gehen verloren. Der Rest wird zur Erzeugung von Strom verwendet. Momentan
     haben die besten Solarpaneele (in den Laboratorien) einen Wirkungsgrad von 41%.
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Kapitel 32. CERN, Genf, Schweiz
    46° 14′ 3″ N, 6° 3′ 10″ E

    Hochenergiephysik
    Das CERN, die Europäische Organisation für Kernforschung, ist die größte Forschungseinrichtung für Teilchenphysik weltweit.
     Es betreibt sechs Teilchenbeschleuniger sowie den neuen Large Hadron Collider. Ein Besuch des CERN dauert einen halben Tag,
     denn es ist einfach riesig, wobei ein Großteil unterirdisch liegt. Alle Besucher erhalten geführte Touren durch Mitarbeiter
     des CERN. Die genaue Route hängt davon ab, welche Teile des CERN wegen laufender Arbeiten nicht besucht werden können.
    Die normalen Touren beinhalten die LINAC- und LEIR-Beschleuniger, den