Solaranlagen

Die Solaranlage ist der allgemeine Begriff einer Anlage, die Sonnenenergie sammelt und nutzbar macht, indem sie in Wärmeenergie oder elektrische Energie umgewandelt wird. Unterschieden werden kann in der Regel zwischen drei Grundtypen der Solaranlagen: die thermische Solaranlage, die Photovoltaikanlage und das Solarkraftwerk. Es gibt auch Hybridkollektoren bieten die Möglichkeit, die Funktionen von Photovoltaik und Solarthermie zu kombinieren.

Solaranlagen im Überblick
Bild: Solaranlagen im Überblick

Planung einer Solaranlage

Die Sonneneinstrahlung kann für den Privatanwender auf zwei Arten genutzt werden:

  • 1. Warmwasserzeugung mit Hilfe von Sonnenkollektoren
  • 2. Stromerzeugung mit Hilfe von Solarzellen

Es stellt sich nun die Frage, ob der Interessent vor hat Warmwasser oder Strom zu erzeugen.

Photovoltaikanlage oder thermische Solaranlage
Bild: Photovoltaikanlage oder thermische Solaranlage

Thermische Solaranlagen

Eine thermische Solaranlage wird in der Regel in privaten Haushalten zur Energiegewinnung eingesetzt. Die gewonnene Wärmeenergie durch solche Solaranlagen liegt meist in einem relativ niedrigen Temperaturbereich und wird unter anderem gewonnen durch den Einsatz sogenannter Solarkollektoren (Vorrichtungen, die Sonnenlicht auffangen).
Die Umwandlung von Sonnen- in Wärmeenergie geschieht im Zuge eines Kreislaufs, innerhalb dessen montierte Solarkollektoren (meist auf Dachseiten, die bevorzugt Südlage aufweisen) Sonnenenergie auffangen. Dies ist möglich mithilfe von Flüssigkeiten oder Gasen, die sich im Inneren der Kollektoren befinden und sich unter dem Einfluss der Sonne erhitzen. Das entsprechende erhitzte Transportmedium wird nun (häufig mithilfe einer Pumpe) weitergeleitet zu einem Speicher, wo die Wärme an den Wasserkreislauf des Hauses abgegeben wird. Hier gelangt die Energie des Transportmediums über einen sogenannten Wärmetauscher in das Wasser des Speichers. Das Transportmedium kühlt dabei ab und gelangt über einen Kreislauf wieder in die Sonnenkollektoren, wo es zur weiteren Energiegewinnung bereitsteht.

Energieumwandlung: Sonnenenergie -> thermische Energie (Wärmeenergie)

Neben den Privathaushalten die die Wärmeenergie für das Warmwasser und die Heizung nutzen sind auch verschiedene Industriezweige Nutzer thermischer Solaranlagen. Hierzu zählt beispielsweise die Lebensmittelindustrie, die häufig nur relativ niedrige Anwendungstemperaturen erzielen muss. Dieser Energiebedarf kann oft mithilfe von üblichen Kollektoren thermischer Solaranlagen gedeckt werden.

Phtovoltaikanlagen

Zweck von Photovoltaikanlagen ist es, mithilfe von Sonnenenergie elektrische Energie (Solarstrom) zu produzieren. Dies geschieht über Solarzellen, physikalische Grundlage ist der photovoltaischer Effekt, dieser wird sich in der Photovoltaik zu nutze machen. Der so gewonnene Strom kann nun entweder in das Stromnetz eingespeist, direkt genutzt oder auch gespeichert werden. Letzteres ist beispielsweise möglich durch den Einsatz sogenannter Solarbatterien (auch bezeichnet als, Akkumulatoren, Solarakkus bzw. Solarakkumulatoren, die häufig Bleiakkus sind).

Energieumwandlung: Sonnenenergie -> elektrische Energie (Strom)

Solarkraftwerke

Solarkraftwerke wandeln im großen Stil Sonnenenergie in elektrische oder Wärmeenenergie um, es handelt sich somit um größere Anlagen, die auch dem Zweck der industriellen Nutzung dienen können.

  • thermische Solarkraftwerke
  • Häufig wird die gewonnene Solarwärme durch thermische Solarkraftwerke zur Bereitstellung elektrischen Stroms genutzt. Thermische Solarkraftwerke erreichen höhere Kapazitäten als kleinere Solaranlagen und nutzen meist nur direktes Sonnenlicht zur Energiegewinnung, das mithilfe von Spiegeln gebündelt wird. Da diffuses Sonnenlicht durch Solarkraftwerke nicht genutzt werden kann, finden sich die Kraftwerke beispielsweise in Wüsten.

  • Solarkraftwerk bzw. Photovoltaikkraftwerk
  • Für den Privathaushalt reichen oftmals Photovoltaikanlagen mit einer Leistung von bis zu 10KW aus. Sind die Randbedingungen für ein Photovoltaikkraftwerk vorhanden, so können Solarmodule gebündelt auch eine Leistung von 40 Megawatt (MW) produzieren. Mit solchen Photovoltaikkraftwerken (Solarpark) können z.B. städtische Stromversorgungsunternehmen ihre Kunden mit Ökostrom beliefern.
    Im Vergleich:
    Privat: 10 KW -> 10.000 W
    Gewerblich: 40 MW -> 40.000.000 W