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