Solarenergie

Der jährliche Primärenergieverbrauch beträgt derzeit ca. 100 Mio. GWh.

Tendenz: schnell aufsteigend. Neben der Energieeinsparung und der rationellen Energienutzung, deren Nutzung allein bis zu 50% des Energiebedarfs einsparen kann, bietet die Solarenergie damit ein unerschöpfliches Energiepotenzial..

Neben der Sonnenenergie gibt es zwei weitere Energieformen, die nach menschlichem Ermessen nicht erschöpft werden können: Gravitationsenergie und Geothermie. Allerdings bietet allein die Solarenergie so viele Möglichkeiten der Energie- und Rohstoffversorgung, dass die beiden anderen Varianten der erneuerbaren Energien in absehbarer Zeit wahrscheinlich nur eine untergeordnete Rolle spielen werden. Die Einstrahlung von Sonnenenergie beträgt weltweit 1000 Watt pro Quadratmeter (Globalstrahlung). Die Zusammensetzung des Sonnenspektrums, der Sonnenschein und der Winkel, in dem die Sonnenstrahlen auf die Erdoberfläche fallen, sind jedoch unterschiedlich. Daher unterscheidet sich die Strahlungsenergie zwischen 1000 kWh pro qm und Jahr (Mitteleuropa) und z.B. 2200 kWh pro qm und Jahr (Nordafrika). Das bedeutet jedoch nicht, dass es sich in unseren Regionen nicht lohnen würde, die Kraft der Sonne zu nutzen. In Deutschland scheint die Sonne 200 mal mehr als unser Primärenergieverbrauch pro Jahr. >> Diese Karte veranschaulicht die Verteilung der jährlich bestrahlten Energiemenge: ein Überblick über die erneuerbaren Energien: Unabhängigkeit von fo

ssilen und nuklearen Energieträgern < Strom- und Wärmeerzeugung ohne schädliche Auswirkungen auf Klima und Umwelt. Das Einzige, was fehlt, ist der Wille zur Veränderung. Würde man ein Gebiet von 700 x 700 km mit einem Wirkungsgrad von nur 10% in der Sahara nutzen, was unsinnig, aber theoretisch machbar wäre, könnte man damit den heutigen weltweiten Gesamtenergiebedarf decken. Ein Gebiet von 700 x 700 km wäre erforderlich, um den aktuellen Energiebedarf der Welt zu decken. Es wird angenommen, dass der Wirkungsgrad der Solarparks bei thermischen Solarkollektoren 10% beträgt: Warmwasserbereitung – Heizung – Heizung – Schwimmbadwassererwärmung. Etwa 50 % des Energiebedarfs der Bundesrepublik Deutschland (ähnlich wie in Österreich und der Schweiz ) werden für die Bereitstellung von so genannter Niedertemperaturwärme, d.h. Wärme bis zu 100°C, verwendet. Auch der Energiebedarf der Bundesrepublik Deutschland ist sehr hoch. Diese Niedertemperaturwärme wird hauptsächlich zur Warmwasserbereitung und zum Heizen genutzt. Die Solarenergie hat in diesen Bereichen gute Chancen, mit Hilfe der Kollektortechnik einen immer größeren Anteil an der Energieversorgung zu erreichen. Vom Gartenschlauch bis zum Hochleistungssauger Das Herzstück einer solchen Anlage zur Wärmeerzeugung ist der Solarkollektor: Jeder kennt den einfachsten denkbaren Kollektor und hat seine Leistung an heißen Sommertagen oft mit Erstaunen bewundert: In einem einfachen Gartenschlauch, der auf einer Wiese ausgebreitet ist, erwärmt sich das Wasser darin ohne weiteres auf Temperaturen von 50° – 60° C. Der Grund dafür ist der Überfluss an Solarenergie. Das Prinzip dahinter ist ähnlich wie bei einem Hochleistungs-Sammler in einem Gartenschlauch. Das Herzstück eines jeden Solarkollektors ist der Absorber, der mit einer speziellen schwarzen Farbe beschichtet ist und die Aufgabe hat, die Sonneneinstrahlung in Wärme umzuwandeln. Diese Wärme muss durch ein Wärmeträgermedium, Wasser oder Frostschutzmittelgemisch abgeführt werden. Als Absorber wird entweder ein Rohr (z.B. Gartenschlauch) oder eine Metallrippe verwendet, zwischen die ein Rohr gedrückt wurde (siehe Abbildung). Der Unterschied zwischen einem Gartenschlauch und einem Hochleistungs-Sammler besteht hauptsächlich aus drei Punkten: 1. Der Gartenschlauch ist nicht von außen isoliert, so dass ein großer Teil der aufgenommenen Sonnenenergie nicht in das Wasser im Schlauch, sondern in die Luft um den Schlauch herum abgegeben wird. Die schlichte schwarze Farbe des Gartenschlauches wandelt im Gegensatz zu einer speziellen Beschichtung einen geringeren Anteil der Sonneneinstrahlung in nutzbare Wärme um. Der Absorber eines echten Solarkollektors (Ein Solarkollektor sammelt Wärme durch Absorption von Sonnenlicht) befindet sich hinter Glas in einer “Strahlungsfalle” (ähnlich dem Treibhauseffekt ). Das Warmwasser wird in einem isolierten Speicher gespeichert und kann bei Bedarf später wieder verwendet werden. Die drei wichtigsten Arten von Sonnensystemen sind: “Systeme mit Druckspeicher ” Systeme mit Druckspeicher ” Schwerkraftsysteme Während sich Solarsysteme mit Druckspeicher vor allem für Do-it-yourself-Systeme eignen, da dies die Kosten erheblich reduziert, werden in Mitteleuropa relativ selten Schwerkraftsysteme gebaut, da die strukturellen Voraussetzungen oft nicht gegeben sind. Sie haben den Vorteil, dass auf eine elektrische Umwälzpumpe verzichtet werden kann, da das Warmwasser automatisch in den Tank steigt, der Speicher aber oberhalb des Kollektors installiert werden muss, was nicht immer problemlos möglich ist. Wie in der Skizze zu sehen ist, ist die Verbindung zwischen dem Solarkollektor und dem Speicher ein geschlossener Kreislauf, so dass das durch den Solarkollektor strömende Frostschutzmittelgemisch nicht mit dem erwärmten Wasser , das später aus dem Hahn kommt, in Berührung kommt. So ermöglicht beispielsweise eine Solaranlage in einem Freibad den vollständigen Verzicht auf die Erwärmung des Beckenwassers mit externer Energie und nur die Erwärmung des Wassers mit umweltfreundlicher Solarenergie. Es ist schwer zu verstehen, warum so wenige Freibäder noch mit kostenloser Solarenergie beheizt werden (Solarenergie ist strahlendes Licht und Wärme der Sonne , die mit einer Reihe von sich ständig weiterentwickelnden Technologien wie Solarthermie, Photovoltaik , Solarthermie, Solararchitektur, Schmelzsalzkraftwerke und künstliche Photosynthese genutzt wird), obwohl sich solche Systeme in wenigen Jahren amortisieren und technisch unkompliziert sind. Ebenso zuverlässig sind Systeme zur Brauchwasseraufbereitung. Eine Solaranlage liefert im Sommerhalbjahr 90 – 100 % des benötigten Warmwassers und ermöglicht so die Abschaltung der Heizung, die – wenn sie nur zur Warmwasserbereitung genutzt wird – mit einem sehr schlechten Wirkungsgrad arbeitet. Im Jahresdurchschnitt deckt eine Solarkollektoranlage 60 – 70 % des Warmwasserbedarfs. Ein Gebiet, in dem die Bundesrepublik Deutschland ein Gesamtentwicklungsland ist. Wie umweltfreundliche Solarenergie zur Beheizung ganzer Siedlungen genutzt werden kann, zeigt sich im “sonnenverwöhnten” Schweden . Dort wie auch in anderen nordischen Ländern wurden auf diesem Gebiet Pionierleistungen erbracht, und es hat sich gezeigt, dass es bereits heute möglich ist, 65 – 70 % der Wärmeenergie für Heizung und Brauchwasser aus Sonnenenergie zu gewinnen. Planung und Dimensionierung von Solaranlagen Wie viele Beispiele zeigen, kann die Planung und Errichtung von Solaranlagen problemlos von Fachhandwerkern durchgeführt werden. Es ist jedoch ratsam, nicht nur die entsprechende Literatur zu lesen, sondern auch einen Blick auf ein bereits errichtetes System zu werfen und mit dem Eigentümer über seine Erfahrungen zu sprechen. Die Solarkollektoren sollten mit einem Neigungswinkel von ca. 45 Grad nach Süden installiert werden. Gibt es kein Hausdach mit dieser Südorientierung, kann dieser Nachteil entweder durch eine leicht vergrößerte Kollektorfläche oder durch die Installation der Kollektoren im Garten ausgeglichen werden (siehe Foto). Für die Größe der benötigten Kollektorfläche wird ein durchschnittlicher Tagesverbrauch von ca. 50 Liter/Person als ausreichend für 1,6 – 1,8 m2/Person angenommen. (Bei Abweichung von der Südorientierung entsprechend mehr). Bei einem Druckspeicher sollte das Speichervolumen ca. 100 Liter/Person betragen. 6. Kosten und Wirtschaftlichkeit Obwohl eine Solaranlage nicht durch einfache Kostenvergleiche mit herkömmlichen Systemen beurteilt werden darf, sind die Kosten für Umweltschäden durch den Einsatz von Öl, Gas, Kohle und Uran nicht im Energiepreis enthalten, wobei die Kosten für den Einzelnen natürlich eine wichtige Rolle spielen. Eine ausgereifte Solaranlage zur Warmwasserbereitung für einen 4-Personen-Haushalt kostet heute zwischen 3000 und 4000 Euro (ohne Installationskosten). Diese Kosten können durch staatliche Förderprogramme stark reduziert werden, so dass eine Solarkollektoranlage sehr günstig gebaut werden kann. Die Höhe der Unterstützung ist von Region zu Region sehr unterschiedlich.