Was ist Solarthermie?

Solarthermie ist eine Technologie, die die Sonnenenergie zur Erzeugung von Wärme nutzt. Solarthermische Anlagen werden hauptsächlich zur Erwärmung von Wasser für Haushaltszwecke oder zur Unterstützung von Heizungssystemen in Gebäuden genutzt.

Unterschiede zwischen Solarthermie und Photovoltaik

Der Unterschied besteht in der Art und Weise, wie beide solaren Technologien die Energie der Sonne, die Solarenergie nutzen.

Solarthermie nutzt die Wärmeenergie der Sonne, um Wasser oder eine andere Flüssigkeit zu erhitzen. Solarthermische Systeme werden also hauptsächlich verwendet, um Warmwasser zu produzieren oder Gebäude zu beheizen.

Photovoltaik hingegen nutzt die Lichtenergie der Sonne, um direkt Strom zu erzeugen. Photovoltaikanlagen bestehen aus Solarzellen, die wiederum aus Halbleiterschichten bestehen und die Lichtenergie in elektrische Energie umwandeln. Dieser erzeugte Strom kann entweder direkt im Haushalt genutzt oder in Batterien gespeichert werden. Außerdem kann der Strom zur  Elektromobilität und (über Wärmepumpen) ebenfalls zur Wärmeerzeugung verwendet werden.

Im Allgemeinen ist die Solarthermie besser geeignet für die Erzeugung von Wärmeenergie, während die Photovoltaik besser geeignet ist für die Erzeugung von Strom. Beide Technologien haben ihre Vorteile und Anwendungen und können in Kombination verwendet werden, um die Gesamteffizienz und die Energieversorgungssicherheit zu erhöhen.

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Zurück zur Solarthermie

Eine typische thermische Solaranlage besteht aus einer Anzahl von   Sonnenkollektoren, die auf dem Dach eines Gebäudes installiert werden. Diese Paneele sind dafür verantwortlich, die Sonnenenergie zu absorbieren und sie in Wärmeenergie umzuwandeln.

Die Wärmeenergie wird dann in einen Wärmespeicher übertragen, der sie speichert, bis sie benötigt wird.

Welche verschiedenen Solarthermiesysteme gibt es?

Flachkollektoren

Flachkollektoren sind die am häufigsten verwendeten Solarkollektoren. Sie bestehen aus einer absorbierenden Schicht, die die Sonnenenergie aufnimmt, und einer Rückwand, die die Wärmeenergie isoliert.

Flachkollektoren eignen sich besonders für die Nutzung von solarer Wärme in großen Anlagen, wie z.B. in Kraftwerken oder für die industrielle Prozesswärme.

Vakuumröhrenkollektoren

Diese Kollektoren bestehen aus mehreren Röhren, die in einem Vakuum eingeschlossen sind, um die Wärmeverluste zu minimieren und die thermische Effizienz zu erhöhen.

Vakuumröhrenkollektoren eignen sich besonders für die Nutzung von solarer Wärme in Wohngebäuden und industriellen Anwendungen. Die Röhren bieten eine hohe Effizienz bei schlechtem Wetter und bei niedrigen Sonnenwinkeln

Der Unterschied zwischen Vakuumröhren- und Flachkollektoren besteht also hauptsächlich in ihrem Aufbau und der Art, wie sie die Wärmeenergie absorbieren.

Solarthermische Wärmespeicher

Solarthermische Wärmespeicher speichern die von den Kollektoren gewonnene Wärmeenergie, um sie später verwenden zu können.

Flüssigkeitspeicher bestehen aus einem Behälter, in dem eine Wärmeübertragungsflüssigkeit gespeichert wird, die die Wärmeenergie aufnimmt und speichert.

PCM (Phasenwechselmaterialien)-Speicher bestehen aus Materialien, die bei bestimmten Temperaturen von einem festen Zustand in einen flüssigen Zustand übergehen und umgekehrt. Beim Übergang von fest zu flüssig absorbieren sie Wärmeenergie und beim Übergang von flüssig zu fest geben sie diese wieder ab.

Sie sind besonders nützlich für Anwendungen, bei denen eine konstante Wärmeversorgung erforderlich ist, wie z.B. in Gebäuden und industriellen Prozessen.

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Solarthermisches Kraftwerk

Solarthermische Kraftwerke nutzen die Wärmeenergie der Sonne, um Wasser oder andere Flüssigkeiten zu erhitzen und damit Dampf zu erzeugen. Über diesen Dampf wird ein Generator angetrieben, der Strom erzeugt.

Diese solaren Kraftwerke können auf großen Flächen wie Wüsten oder Salzseen betrieben werden und sind in der Lage, große Mengen an Strom zu erzeugen.

Insofern eignen sie sich vor allem für große Energieanforderungen, zur Stromproduktion  und -versorgung großer Städte oder Industrieanlagen.

Vorteile der Solarthermie

Solarthermie hat viele Vorteile gegenüber anderen Arten der Energieerzeugung.

Zum einen ist sie umweltfreundlich, da sie keine schädlichen Emissionen ausstößt. Zum anderen ist sie kosteneffizient, insbesondere im Vergleich zu fossilen Brennstoffen. Außerdem ist sie sehr zuverlässig und kann in vielen Teilen der Welt genutzt werden.

Nachteile

Solarthermiesysteme können am Anfang teuer sein, obwohl sich die Kosten in den letzten Jahren deutlich reduziert haben. Sobald außerdem der Wärmespeicher gefüllt ist, kann die Wärme nicht weiter genutzt werden und Überschüsse gehen somit verloren.

Solarthermische Anlagen benötigen viel Platz, insbesondere große Kraftwerke. Auch erfordern sie regelmäßige Wartung und Reinigung, um ihre Effizienz aufrechterhalten zu können

Trotz dieser Nachteile hat Solarthermie in den letzten Jahren einen starken Zuwachs erfahren und wird voraussichtlich in Zukunft eine wichtige Rolle in der Energieerzeugung spielen. Zumal es auch Möglichkeiten gibt, die o.g. Nachteile zu minimieren, z. B. durch die Kombination mit anderen Energiequellen.

Fazit

Solarthermie ist eine saubere erneuerbare Energiequelle und kann dazu beitragen, den CO2-Ausstoß zu reduzieren und die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu verringern.

Deshalb investieren auch Regierungen und Unternehmen stetig in den Ausbau von Solarthermie, um unabhängiger von Energieimporten zu werden.