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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)
Grundprinzip der Solarzelle
Zusammenfassen von Solarzellen
zu Solarmodulen
 Größere Leistungen
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
o Spitzenbedarf kann meist nicht vollständig gedeckt werden
o 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
Vorteile
Nachteile
- Keine Belastung der Umwelt durch
Abgase oder Schadstoffe
- Regenerativ
- Geringe Störung (evtl. Montage)
- Staatliche Förderung
- Kein Lärm oder Belästigung
- Geringe Wirkungsgrade (ca. 1020%)
- Begrenzte Lebensdauer (ca. 20
Jahre)
- Problem der Entsorgung
- Hohe Anschaffungskosten
- Wetter- und jahreszeitabhängig