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.
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
Video zur Kernfusion
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 WasserkreislaufErzeugung von Biomasse durch biologisch-chemische Vorgänge
Solarthermie (Umwandlung der Sonnenenergie in Wärme)
• 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
1. Flachkollektoren
Solarthermie (Umwandlung der Sonnenenergie in Wärme)
• 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
2. Röhrenkollektoren
Solarthermie (Umwandlung der Sonnenenergie in Wärme)
Wärmetransport durch ein Feld von Röhrenkollektoren
3. Solarwärmekraftwerke
Parabolrinnenkraftwerke
Sonnenenergie wird zunächst in innere Energie eines Transportmittels umgewandelt
Solarthermie (Umwandlung der Sonnenenergie in Wärme)
Mehrere Spiegel richten Sonnenlicht auf zentralen in einem Turm gelegenen Absorber
3. Solarwärmekraftwerke
Solarturmkraftwerke
Fotovoltaik (Umwandlung der Sonnenenergie in elektrische Energie)
Zusammenfassen von Solarzellen zu Solarmodulen Größere Leistungen
Grundprinzip der Solarzelle
Fotovoltaik (Umwandlung der Sonnenenergie in elektrische Energie)
• Anschaffung wird heute durch staatliche Gelder gefördert• Montage auf Dächern mit
Südlage• Ein Modul liefert ca. 50-700
Wh pro Tag
Private Solaranlagen
• Verbraucher bleibt am Verbundnetz angeschlossen, dennoSpitzenbedarf kann meist nicht vollständig gedeckt werdeno Intensität der Sonnenstrahlung jahreszeiten- und wetterbedingt
Fotovoltaik (Umwandlung der Sonnenenergie in elektrische Energie)
• Versorgungen von (abgelegenen) größeren Gebäuden (Schulen, Krankenhäuser, Industriebetriebe)• Zum Teil kämen Leitungen
teuerer• Kleinere kompakte Anlagen
im Kilowatt-Bereich
„Inselstromversorgung“
Fotovoltaik (Umwandlung der Sonnenenergie in elektrische Energie)
• Größere Anlagen im Megawatt-Bereich• Gesamtleistung durch
Fotovoltaik in Deutschland heute ca. 10 GW (Stand 2010)
ca. 4% der Gesamtleistung
Solarparks
Solarpark in Arnstein
Zusammenfassung Solarenergie- Keine Belastung der Umwelt durch
Abgase oder Schadstoffe- Regenerativ- Geringe Störung (evtl. Montage)- Staatliche Förderung- Kein Lärm oder Belästigung
- Geringe Wirkungsgrade (ca. 10-20%)
- Begrenzte Lebensdauer (ca. 20 Jahre)
- Problem der Entsorgung- Hohe Anschaffungskosten- Wetter- und jahreszeitabhängig
Vorteile
Nachteile