Solarthermie

Wenn es um die Umwandlung von Sonnenenergie geht, gehört die Solarthermie im Gegensatz zur Photovoltaik zu einer relativ ausgereiften Art. Solarthermie kann selbst auf mehrere Arten unterschiedlich genutzt werden. Werden beispielsweise große Fenster Richtung Süden montiert, kann Sonnenenergie für die passive Wärmeerzeugung genutzt werden. Daneben gibt es weitere Formen der Solarthermie, die die Sonnenenergie aktiv nutzen. In der Praxis zeigt sich das bei Verfahren, die die Erzeugung von Warmwasser zur Heizungsunterstützung zum Ziel haben.

Bei großen Fenstern nach Süden nutzt die Solarthermie die Sonneneinstrahlung zur passiven Wärmeerzeugung

Bei großen Fenstern nach Süden nutzt die Solarthermie die Sonneneinstrahlung zur passiven Wärmeerzeugung

In sogenannten Solarkollektoren zirkulieren Flüssigkeiten, welche von der Sonne erwärmt, zum Teil bis zum Verdampfen erhitzt werden. In Deutschland ist die am häufigsten anzutreffende Form der Flachkollektor. Dieser besteht aus einer ebenen Fläche. Die zu erwärmende Flüssigkeit (Wärmeträger) zirkuliert in Schlangenlinien. Diese Wärmeträgerflüssigkeit ist im Allgemeinen kein bloßes Wasser. Um die Frostsicherheit der Anlage sicherzustellen wird dem Wasser bis zu 40 Prozent Frostschutzmittel (meist Propylenglykol) beigemengt. Dadurch erhöht sich die maximale Temperatur des Wärmeträgers auf 150 Grad Celsius. Frostsicherheit ist bis minus 20 Grad Celsius gegeben. Sinken Temperaturen darunter, kommt es zwar zum Frieren der Flüssigkeit jedoch nicht zum Ausdehnen und Platzen von Leitungen. Seltener im privaten Bereich sind die leistungsstärkeren Vakuumröhrenkollektoren, welche höhere Temperaturen erreichen können, da sie mit einem Vakuum arbeiten.

Wenn es bei der Solarthermie um die industriemäßige Umwandlung von Sonnenenergie geht, führt kein Weg an sogenannten Parabolrinnenkollektoren vorbei. Die Sonnenstrahlung wird hierbei derart konzentriert, dass hohe Temperaturen von 200 bis 500 Grad Celsius möglich werden. Solarthermie steht wie die Photovoltaik, gemessen in für den Menschen relevanten Zeiträumen, unbegrenzt verfügbar. Beim Betreiben von Solarthermie-Anlagen entsteht kein CO2. Die Wärmegewinnung erfolgt somit emissionsfrei. Auch die Herstellung der Solarthermie-Anlagen ist umweltfreundlicher, da der gesamte Fertigungsprozess im Gegensatz zur Photovoltaik nicht so aufwendig ist. Wird eine Solarthermie-Anlage mit einer herkömmlichen Heizanlage kombiniert und zur Heizungsunterstützung genutzt, kann der Brennstoffverbrauch je nach Heizungsmodell (normale Gasheizung, Niedertemperatur-Fußbodenheizung) wesentlich gesenkt werden.

Die Anwendung der Solarthermie kann nicht nur in Anlagen zur Erwärmung von Brauch- und Heizungswasser Verwendung finden. Möglich ist nach dem Schaffen einiger technischer Voraussetzungen auch die Kühlung von Gebäuden. In klimatisch günstig gelegenen Regionen kann Solarthermie daher das ganze Jahr sinnvoll (Winter Heizungsunterstützung, Sommer Kühlung) genutzt werden. Experten nennen als Richtwert für die Senkung eines Energieverbrauches eines Hauses rund 70 Prozent. Damit eine Anlage der Solarthermie ständig mit großer Wirksamkeit betrieben werden kann, braucht es eine ständige Sonneneinstrahlung. Das ist ein Nachteil, da Sonnenenergie nachts gar nicht und im Winter deutlich weniger nutzbar ist. In Deutschland ist eine effiziente Nutzung nur in den südlich gelegenen Gegenden möglich. Außerdem ist es aus wirtschaftlichen Gründen nicht machbar, jederzeit eine optimale Ausrichtung in Richtung Sonne zu garantieren. Technisch ist das mit automatisch arbeitenden Nachführsystemen allerdings machbar.

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