Solarenergie

Solarenergie ist eine alternative Energiequelle, bei welcher die Energie des Sonnenlichts nutzbar gemacht und in Elektrizität oder Wärme umgewandelt wird.
Viele Menschen nutzen die Begriffe „Solarenergie“ und „Solarkraft“ synonym, obwohl diese nicht exakt die gleiche Bedeutung haben. Der Begriff „Solarkraft“ meint die Umwandlung von Sonnenlicht in Elektrizität (Photovoltaik).

Unter „Solarenergie“ hingegen versteht man verschieden Solartechnologien. Die Umwandlung in Elektrizität oder Wärmen kann auf zwei verschiedene Weisen geschehen:

Photovoltaik - Der Begriff „Photovoltaik“ ist eine Kombination der Wörter „photo“, was Licht bedeutet und „voltaik“, was sich auf die Erzeugung von Elektrizität bezieht. Die Photovoltaiktechnologie erzeugt Elektrizität direkt durch das Sonnenlicht bzw. durch die Energie des Sonnenlichts. Mehrere Solarzellen, die miteinander verbunden und in einem Rahmen befestigt sind, nennt man ein Photovoltaikmodul. Die einzelnen Zellen können unterschiedlich groß sein, von 0,5 Zoll bis über 4 Zoll. Jedoch produziert eine Zelle nur ein oder zwei Watt, was für die meisten Nutzungen nicht ausreichend is.

Um im eigenen Haus Solarstrom zu erzeugen, werden die Solarzellen auf dem Dach befestigt. Eine Photovoltaikzelle ist eine speziell behandelte Siliziumscheibe, die sich zwischen zwei Kontaktplatten befindet. Der obere Kontakt ist positiv geladen und der untere negativ, so dass ein Halbleiter entsteht. Der Halbleiter absorbiert Lichtphotonen und setzt Elektronen frei. Werden die freien Elektronen eingefangen, entsteht elektrische Energie, die als Strom verwendet werden kann.

Photovoltaik ist eine schnell wachsende globale Technologie. Hausbesitzer, Unternehmen, Regierungen, lokale Organe und gemeinnützige Organisationen in der ganzen Welt nutzen Photovoltaikpanelen zur Deckung des Strombedarfs. Nutzer lassen sich sowohl in ländlichen Gebieten, Vorstädten sowie in städtischen Gebieten finden.

solar panel deSolarthermie - im Herzen des solarthermischen Systems ist der Sonnenkollektor in einem optimalen Winkel am Dach befestigt. So wird das Sonnenlicht in Wärme umgewandelt, indem die Flüssigkeit in den Kollektoren erhitzt wird. Diese Flüssigkeit wird über Rohre in einen Speichertank weitergeleitet und dort gespeichert. Es gibt auch Kollektoren, die direkt die Luft erhitzen. Bei diesen Systemen zirkuliert Luft durch die Kollektoren, so dass die Energie direkt an die Luft weitergeleitet wird. Die Luft kehrt später in eine erhitzte Kammer zurück, wo sie die Temperatur der Kammer aufrechterhält.

Die am weitesten verbreiteten Arten von Solarkollektoren sind Vakuumröhrenkollektoren (44%) und verglaste Flachkollektoren (34%), die vor allem für warmes Wasser im Haus verwendet werden und unverglaste Kunststoffkollektoren (21%), die vor allem zur Erwärmung von Schwimmbecken dienen.

 Wo lassen sich Solarsysteme verwenden?

Ein fundamentaler Faktor für die Verfügbarkeit von Sonnenstrahlung ist das Klima, welches durch geographische Faktoren bestimmt wird. Solche sind beispielsweise der Breitengrad, die Größe der Land- und Seefläche, Meeresströmungen, die Höhe über dem Meeresspiegel und die Landformation. Um die Möglichkeiten der Nutzung von Solarenergie zu bestimmen, sollten diese fundamentalen Parameter sowie die Zeit der Sonneneinstrahlung, die Bestrahlung der horizontalen und schrägen Oberfläche und die Struktur der Sonneneinstrahlung gemessen werden.

Die direkte Sonnenenergie, die auf ein Solarpanel einfällt, hängt nicht nur von der Kraft des Sonnenlichts ab, sondern auch von dem Winkel zwischen Solarpanel und Sonne. Der Neigungswinkel hat den stärksten Einfluss auf den Sonnenlichteinfall auf der Oberfläche. Maximale Energie wird über ein Jahr hinweg erreicht, wenn der Neigungswinkel mit dem Breitengrad des Ortes übereinstimmt. Steilere Neigungswinkel werden für starke Winterbelastungen optimiert, während bei kleineren Neigungswinkeln ein größerer Teil des Sonnenlichts im Sommer genutzt wird.

Warum sollte man Solarsysteme verwenden?

Solarenergie kann für verschiedene Zwecke genutzt werden:

  • Wohnzwecke – um Wasser mit Hilfe von Solarheizungen zu erwärmen. Die Photovoltaikanlage kann auf dem Dach des eigenen Hauses installiert werden, um Solarenergie zu sammeln, welche dann dazu genutzt wird, Wasser zu erwärmen. Solarenergie kann auch verwendet werden, um Elektrizität zu erzeugen. Batterien können die am Tag erzeugte Energie speichern und so auch in der Nacht die Energieversorgung sichern

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  • Kommerzielle und industrielle Zwecke -Nutzung zum Antrieb von Radio- und Fernsehstationen. Solarsysteme können auch genutzt werden, um Leuchttürme und Warnlichter für Flugzeuge zu versorgen. Solarenergie wird außerdem in vielen Industriezweigen verwendet, um die Herstellungsprozesse zu betreiben.
  • Entfernte Nutzung – vom Stromnetz entfernte Orte können durch Solarenergie versorgt werden..
  • Poolerwärmung durch Solarenergie die beliebteste Nutzung im häuslichen Bereich ist die Nutzung von Solarenergie zur Erwärmung des Schwimmbeckens, so dass man auch in den kalten Jahreszeiten schwimmen kann.

Die größten Vorteile von Solarenergie sind, dass sie sauber ist, dass sie selbständig oder zusammen mit konventionellen Energiequellen betrieben werden kann und dass sie erneuerbar ist.

FAKTEN:  Für einen typischen kleinen Bauernhof würde eine Anlage von ca. 1 KW genügend Energie erzeugen, um den elektrischen Bedarf einer vierköpfigen Familie zu decken – Licht, Fernsehen, Radio, kleiner Kühlschrank und Mikrowelle.

Was sind mögliche Hindernisse?

Eines der Haupthindernisse sind die Kosten zum Bau der Anlage. Technologien im Bereich Solarenergie sind immer noch eine teure Alternative zur Nutzung von schnell verfügbaren fossilen Brennstoffen. Für eine Solarenergieanlage benötigt man eine große Fläche, damit sie effizient funktionieren und genügend Elektrizität liefern kann. Solarenergie ist nützlich, wenn die Sonne scheint. Jedoch ändert sich die Sonneneinstrahlung von Tag zu Tag und von Jahreszeit zu Jahreszeit.