Solarenergie
Woher nimmt die Sonne ihre Energie? Die Sonne ist ein riesiger Kernfusionsreaktor. Kernenergie kann nicht nur durch Spaltung von Kernen (mit hohen Massenzahlen), sondern auch durch Verschmelzung von Kernen mit niedrigen Massenzahlen freigesetzt werden. Video zur Kernfusion In der Sonne verschmelzen (schwere) Wasserstoffkerne zu Helium Zur Überwindung der abstoßenden el. Kräfte ist eine sehr hohe Temperatur (ca. 100 000 000°C) nötig
Fakten über die Sonnenenergie Betrachtet man auf der Erde eine Fläche von 1 m2 , so trifft bei senkrechtem Einfall eine Strahlungsleistung von ca. 1400 W. Solarkonstante Die Strahlung der Sonne stellt indirekt andere (erneuerbare) Energieformen bereit: Motor für Wind- und Wasserkreislauf Erzeugung von Biomasse durch biologisch-chemische Vorgänge
Solarthermie (Umwandlung der Sonnenenergie in Wärme) 1. Flachkollektoren Flachkollektoren nehmen durch schwarze Absorberplatte Strahlung auf und wandelt sie in Wärme um In den Kupferrohren fließt ein Wärmetransportmittel, das zu einem Warmwasserspeicher führt Glassscheiben verhindern, dass Wärme nach außen abgestrahlt wird (Treibhausseffekt!) Isolierung behindern Wärmeabgabe zum Dach hin
Solarthermie (Umwandlung der Sonnenenergie in Wärme) 2. Röhrenkollektoren Ineinander liegende Glasröhren beinhalten luftleeren Raum Prinzip „Thermoskanne“ In der Absorberröhre befindet sich Öl, das zum Transport der Wärme dient Parabolspiegel lenken Sonnenstrahlen aus allen Richtungen auf die Röhre Bessere Wirkungsgrade als Flachkollektoren
Solarthermie (Umwandlung der Sonnenenergie in Wärme) 3. Solarwärmekraftwerke Sonnenenergie wird zunächst in innere Energie eines Transportmittels umgewandelt Wärmetransport durch ein Feld von Röhrenkollektoren Parabolrinnenkraftwerke
Solarthermie (Umwandlung der Sonnenenergie in Wärme) 3. Solarwärmekraftwerke Solarturmkraftwerke Mehrere Spiegel richten Sonnenlicht auf zentralen in einem Turm gelegenen Absorber
Fotovoltaik (Umwandlung der Sonnenenergie in elektrische Energie) Zusammenfassen von Solarzellen zu Solarmodulen Größere Leistungen Grundprinzip der Solarzelle
Fotovoltaik (Umwandlung der Sonnenenergie in elektrische Energie) Private Solaranlagen Anschaffung wird heute durch staatliche Gelder gefördert Montage auf Dächern mit Südlage Ein Modul liefert ca. 50-700 Wh pro Tag Verbraucher bleibt am Verbundnetz angeschlossen, denn Spitzenbedarf kann meist nicht vollständig gedeckt werden Intensität der Sonnenstrahlung jahreszeiten- und wetterbedingt
Fotovoltaik (Umwandlung der Sonnenenergie in elektrische Energie) „Inselstromversorgung“ Versorgungen von (abgelegenen) größeren Gebäuden (Schulen, Krankenhäuser, Industriebetriebe) Zum Teil kämen Leitungen teuerer Kleinere kompakte Anlagen im Kilowatt-Bereich
Fotovoltaik (Umwandlung der Sonnenenergie in elektrische Energie) Solarparks Größere Anlagen im Megawatt-Bereich Gesamtleistung durch Fotovoltaik in Deutschland heute ca. 10 GW (Stand 2010) ca. 4% der Gesamtleistung Solarpark in Arnstein
Zusammenfassung Solarenergie Keine Belastung der Umwelt durch Abgase oder Schadstoffe Regenerativ Geringe Störung (evtl. Montage) Staatliche Förderung Kein Lärm oder Belästigung Vorteile Geringe Wirkungsgrade (ca. 10-20%) Begrenzte Lebensdauer (ca. 20 Jahre) Problem der Entsorgung Hohe Anschaffungskosten Wetter- und jahreszeitabhängig Nachteile