Thermische Solaranlagen Carsten Printz Erstsemesterprojekt Thermische Solaranlagen Präsentation Datum: 27.01.2010 Ort: Raum ? Projektleiter: Professor Kameier

Inhaltsverzeichniss Regenerative Energien Die Sonne Lokale Sonneneinstrahlung Solarertrag – Vergleich mit Süddeutschland Möglichkeiten der Energienutzung / Effizienz Thermische Solaranlagen in privaten Haushalten Grenzen und Möglichkeiten Wirtschaftlichkeit von Solaranlagen Möglichkeiten zum Bau einer Anlage Gemeinschaftsanlagen

Beispielprojekte von Kommunen und Städten Großanlagen 3 Inhaltsverzeichniss Beispielprojekte von Kommunen und Städten Großanlagen Parabolrinnenkraftwerk Solarturmkraftwerke Desertec Industrial Initiative Großprojekt DESERTEC Kritik Quellen

Regenerative Energien 4 Regenerative Energien Energien die unerschöpflich sind und die Umwelt nicht belasten Sonnenlicht, Sonnenwärme, Wasserkraft, Windenergie, Biomasse und Erdwärme Die in der Sonne ablaufenden Kernfusionen sind die Quellen der solaren und der meisten anderen regenerativen Energieformen, mit Ausnahme der mit Geothermie und der Gezeitenkraft gewonnenen Energie.

Die Sonne Die Sonne ist für das Leben auf der Erde von fundamentaler Bedeutung. Viele wichtige Prozesse auf der Erdoberfläche, wie das Klima und das Leben selbst, werden durch die Strahlungsenergie der Sonne angetrieben. So stammen etwa 99,98 % des gesamten Energiebeitrags zum Erdklima von der Sonne. Die Solarkonstante beträgt etwa 1,367 kW/m² an der Grenze der Atmosphäre, aus ihr lässt sich die Strahlungsleistung der Sonne berechnen.

Lokale Sonneneinstrahlung auf der Erdoberfläche Als die größte Energiequelle liefert die Sonne pro Jahr eine Energiemenge von etwa 3,9 · 1024 J, das entspricht 1,08 · 1018 kWh, auf die Erdoberfläche. Diese Energiemenge entspricht etwa dem 10.000-fachen des Weltprimärenergiebedarfs.

Lokale Sonneneinstrahlung in Deutschland 8 Lokale Sonneneinstrahlung in Deutschland Die lokale Sonneneinstrahlung beträgt beispielsweise etwa 1.000 kWh pro Quadratmeter und Jahr in Mitteleuropa.

ca. 65% Solarertrag – Vergleich mit Süddeutschland Geografischer Einfluss auf den Solarertrag für vergleichbare Anlagen Abschätzung mit T*SOL Messung und Internet ca. 65%

Möglichkeiten der Energienutzung 10 Möglichkeiten der Energienutzung Solarchemie und Thermik Erzeugung chemischer Reaktionen, das können photochemische oder solarthermische Reaktionen sein Photovoltaik Umwandlung von Strahlungsenergie in elektrische Energie mittels Solarzellen Solarthermie Umwandlung der Sonnenenergie in nutzbare Wärmeenergie - Wobei solarthermische Anlagen effizienter sind

Wussten Sie, dass eine Photovoltaikanlage nur weniger als 1/3 an Ertrag einer thermischen Solaranlage liefert? >0,8% Leistungs- abnahme pro Jahr

Thermische Solaranlagen in privaten Haushalten 12 Thermische Solaranlagen in privaten Haushalten Die benötigte Energie zur Erwärmung von Wasser und zum Heizen kann einer Solarwärmeanlage entnommen werden. Ab einer Kollektorfläche von 8m² trägt die gewonnene Solarwärme mit zur Raumheizung bei. Solarthermische Anlagen bestehen aus Kollektoren, einem gut isolierten Warmwasserspeicher (mit Wärmetauscher), einer Heizanlage und einer Regeleinheit mit Pumpe.

Vakuumröhrenkollektor Flachkollektor Sollten in Norddeutschland wegen deutlich höherer Effizienz bei wenig Sonne zwingend verbaut werden! Sind wesentlich günstiger als Vakuumröhrenkollektoren in den Anschaffungskosten

Grenzen und Möglichkeiten 14 Grenzen und Möglichkeiten Es wird Platz für einen Wasserspeicher benötigt Kann bis zu 65% des Warmwasserbedarfes im Jahr erwärmen Die Solarwärmeanlage dient im Winter nur zu Vorwärmung des Wassers und die konventionelle Heizung muss zusätzlich ihren Beitrag leisten. Für die Solarwärmeanlage ist ein Neigungswinkel zwischen 20° und 60° (Optimal 45° )gut geeignet und eine Dachausrichtung von Süd, Südwesten und Südosten ausreichend. Flachdächer, Fassaden, Gärten können auch genutzt werden

Sind Solaranlagen unwirtschaftlich? 15 Sind Solaranlagen unwirtschaftlich? Arbeitet Ihre 20 Jahre alte Kühltruhe/Kühlschrank oder Heizung wirtschaftlich? Konventionelle Energie ist nur auf den ersten Blick wesentlich günstiger. In Zukunft könnte die Energie vom eigenen Dach günstiger sein, da die 100-Dollar-Marke für das Fass Rohöl schnell näher rückt. Wenn eine thermische Solaranlage einmal steht, fallen kaum Kosten an; Geringe Wartungsarbeiten und Pumpenstrom. Investieren sie in die Zukunft

Möglichkeiten zur Investition in eine Anlage 16 Möglichkeiten zur Investition in eine Anlage Bau einer eigenen Solaranlage Investition in Solar-Fonds und Green Investment Fonds Solarbeteiligung als Kommanditist an Großprojekten Einzelinvestitionen in schlüsselfertige Projekte Anteil an einer Gemeinschaftsanlage

Installationskosten sparen bessere Energiebilanz 17 Gemeinschaftsanlage Installationskosten sparen bessere Energiebilanz ein Heizsystem für einen Häuserblock Kostenvorteil von geschätzten 25 Prozent gegenüber Eigenheimbesitzern mit einer Einzelanlage

Beispielprojekte von Kommunen und Städten 18 Beispielprojekte von Kommunen und Städten Solarstadt München München liegt in einer der sonnenreichsten Gegenden Deutschlands Ca. 80 Solaranlagen sind allein auf städtischen Gebäuden installiert Solarer Städtebau in Nordrhein-Westfalen Rund 50 Stadtplanungsämter - Das Projekt der 50 Solarsiedlungen soll helfen, solares Bauen zum Standard zu machen

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Parabolrinnenkraftwerk Betriebstemperatur bei ca. 400 Grad Celsius 20 Typen Parabolrinnenkraftwerk Betriebstemperatur bei ca. 400 Grad Celsius Solarturmkraftwerke Die Betriebstemperaturen liegen bei ca. 700 Grad Celsius und damit über denen des Parabolrinnenkraftwerks Etwas effizienter. Die Wärme kann außerdem gespeichert und erst später in Strom umgewandelt werden. Dann liefert das Kraftwerk auch bei schlechtem Wetter oder Nachts. Im Vergleich zu Photovoltaik ist das der große Vorteil der Solarthermie.

Parabolrinnenkraftwerk 21 Parabolrinnenkraftwerk Die Solarstrahlung wird mit großen Reihen von Parabolspiegeln aufgefangen und gebündelt. Die gewonnene Hitze reicht aus, um den benötigten Dampf für Turbinen zu erzeugen. Parabolrinnen-Kraftwerke sind die einzige langjährig, kommerziell erprobte Technologie, Sonnenenergie in Großkraftwerken zu nutzen. Seit 1985 erfolgreich kommerziell betrieben.

Über Dampf- oder Gasturbinen wird der Strom erzeugt. 22 Solarturmkraftwerke Die Solarstrahlung wird mit großen flacher Spiegeln aufgefangen und gebündelt. Die Bündelung findet in einem zentralen Punkt statt, auf einen einzelnen Wärmetauscher. Über Dampf- oder Gasturbinen wird der Strom erzeugt. Parabolrinnenkraftwerk benötigen flaches Land; Solartürme können auch in hügeligen Gegenden gebaut werden.

Desertec Industrial Initiative 23 Desertec Industrial Initiative Zwölf Konzerne aus der Energie- und Finanzbranche haben in München die Desertec Industrial Initiative (DII) gegründet, die ein detailliertes Konzept für das größte private Ökostromprojekt aller Zeiten entwickeln soll. Desertec will Europa mit Solarstrom aus den Wüsten Nordafrikas und des Nahen Ostens versorgen. 15 Prozent des Strombedarfs sollen so gedeckt werden. Erste Kraftwerke könnten früheren Angaben zufolge bereits 2015 gebaut werden. Kosten: Rund 400 Milliarden Euro bis 2050

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Politische Abhängigkeit und Erpressbarkeit 25 Kritik Politische Abhängigkeit und Erpressbarkeit der Stromtransport würde zu teuer werden neue Monopole würden entstehen Dass durch den Ausbau der Regenerativen Energien bis 2020 bereits 50% des Bedarfs in Deutschland gedeckt werden würden, und somit könnte der Zweck für DESERTEC dann nicht mehr bestehen.

Quellen 26 http://de.wikipedia.org/wiki/Sonnenenergie http://ah8892.bplaced.net http://www.solarklar.de/vm/pics/156/In-Deutschland-ausreichende-Sonneneinstrahlung.jpg http://www.wdr.de/tv/quarks/sendungsbeitraege/2009/0908/001_solarenergie.jsp http://nachrichten.ch.msn.com/wirtschaft/artikel.aspx?cp-documentid=150536366 http://www.abc-solaranlagen.de/pages/solaranlagen-als-geldanlage.html http://www.muenchen.de/Rathaus/rgu/wohnen_bauen/energie/solarstadt_muenchen/53448/solarstadt.html http://www.fvee.de/fileadmin/publikationen/Themenhefte/th2001/th2001_05_02.pdf http://www.spiegel.de/thema/desertec/ http://www.baulinks.de/webplugin/2009/1470.php4 http://www.schott.com/csp/images/diagramm_d_270.jpg http://www.solarmillennium.de/Technologie/Parabolrinnen_Kraftwerke/Parabolrinnen_Kraftwerke___eine_erp robte_Zukunftstechnologie__,lang1,99.html http://www.solarserver.de/lexikon/solarturmkraftwerk.html http://www.solar-thermie.org/images/solar.jpg www.bine.info http://de.wikipedia.org http://solarheizung.schreinert.de/aktuelle-einstellung-systacomfort-20080208-107-107.html Quelle: privat, Heiligenhaus NRW, 2009 - http://www.baulinks.de/bauportale/1frame.htm?erneuerbare-energien.php4 - http://www.thema-energie.de - http://www.udo-leuschner.de/basiswissen/SB128-03.htm

27 Quellen - http://www.solarfonds.com/erneuerbare-energien/erneuerbare-energien_02 - http://www.solarserver.de/wissen/solarthermie.html - http://www.solarwirtschaft.de http://www.sonnenpower.ch/information/diemoeglichkeiten/index.html http://www.elektro-czuba.de/mediac/450_0/media/DIR_122/aufbau-solaranlage.gif

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