Grundprinzip

Viele von uns freuen sich, wenn der Badesee im Frühjahr endlich warm genug ist, um schwimmen zu gehen. Der Grund für die Erwärmung ist, wie wir alle wissen, die Sonne. Egal auf was für ein Material die Sonnenstrahlen treffen, sie geben einen Teil ihrer Energie ab, wodurch sich das Material erwärmt [1]. Diese Umwandlung von Sonnenstrahlung in Wärme nennt man Solarthermie [2].

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Solarthermie auf dem Dach

Es gibt verschiedene Arten von Sonnenkollektoren, doch sie funktionieren grundlegend alle ähnlich. Im flachen Bauelement sind viele Röhren angebracht, durch die eine Flüssigkeit fließt, welche sich erwärmt (dabei werden maximal 150 °C erreicht [2,3]), um anschließend ins Innere des Hauses zu fließen. Dort erhitzt sie mithilfe eines Wärmetauschers das „Warmwasser“ (also das Trinkwasser) oder auch das Heizwasser. Das abgekühlte Wasser fließt nun wieder zurück zu den Kollektoren auf das Dach. Meist lohnt sich eine Solarthermie Anlage in Kombination mit anderen Heizungstypen, wie z. B. Pelletsheizungen[2,4].

Sonnenwärmekraftwerke

Wenn das einfallende Sonnenlicht mithilfe von Spiegeln oder Linsen gebündelt wird, können Temperaturen von mehr als 1000 °C erreicht werden [2].
Bei Solarturmkraftwerken handelt es sich meist um Dampfkraftwerke, das heißt, sie funktionieren vom Prinzip her wie herkömmliche Öl-, Gas- oder Kohlekraftwerke. Der Unterschied ist, dass das Wasser von hunderten bis zehntausenden Spiegeln erhitzt wird, um zu verdampfen und anschließend eine Dampfturbine anzutreiben. Alternativ dazu kann auch ein Fernwärmenetz mit Energie versorgt werden. Die einzelnen Spiegel richten sich automatisch so aus, dass das Sonnenlicht immer auf den Absorber, also auf die Spitze des Turms, gebündelt wird [2].

Quellen

Solarturmkraftwerk Bild:   kallerna, CC BY-SA 4.0 <https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0>, via Wikimedia Commons

Vakuumkollektor Bild:   Ra Boe, CC BY-SA 2.5 <https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5>, via Wikimedia Commons

 

[1] Schabbach, T. & Leibbrandt, P. Solarthermie. (Springer Berlin Heidelberg, 2014). doi:10.1007/978-3-642-53907-7.

[2] Quaschning, V. Regenerative Energiesysteme, Technologie-Berechnung-Klimaschutz. (2019).

[3] Kaltschmitt, M. Regenerative Energien in Österreich. (Vieweg+Teubner, 2009). doi:10.1007/978-3-8348-9327-7.

[4] Oliva, A., Herkel, S. & Elci, M. EnWiSol. Solarthermie in der städtischen Energieversorgung – Energiewirtschaftliche Analyse und Demonstrationsvorhaben “Freiburg-Gutleutmatten.” publica.fraunhofer.de/documents/N-549554.html (2019).

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