Kategorie Sonne
Sonnenenergie
- Beruht auf Kernfusion im Sonneninneren
- Strahlung, die direkt oder indirekt genutzt wird
- Direkte Nutzung ⬤ Solarenergie
- Indirekte Nutzung ⬤ Bioenergie, Wasserkraft, Windenergie
Kategorie Sonne
Solaranlagen
Photovoltaik
Solarturm
Parabolschüssel
Parabolrinnen
Fresnel Kollektor
Solarkollektor
Kategorie Sonne
Photovoltaik (PV)
- Nutzung direkter und diffuser Sonneinstrahlung
- Direkte Umwandlung der einstrahlenden Sonnen- energie in elektrischem Strom mittels Solarzellen
- Direkte Nutzung der erzeugten Elektrizität oder Einspeisung in das Stromnetz
- Mehrere Solarzellen bilden ein PV- Modul und ein PV- Paneel besteht aus mehreren PV-Modulen
- Wirkungsgrad: ~20%
- Lebensdauer: 20 bis 30 Jahren
- PV - Solarmodule bestehen überwiegend aus: Aluminium, Glas, Kunststoff, Silizium
⬤ Mögliches Recyceln der Mehrheit der eingesetzten Materialien - Recyclingquote bei Solarmodule liegt ungefähr bei 80%
Kategorie Sonne
Methodik zur Generierung der Einspeisezeitreihen für Dach-PV Anlagen
Neigungswinkel und Dachausrichtung beeinflussen Einspeiseleistung
Energieerzeugung abhängig von:
* Sonnenazimut γz im Verhältnis zum Azimut des PV-Moduls γ
* Deklination der Sonne δ
* Flächenneigungswinkel des Moduls ß → Einfallswinkel der Sonne auf PV-Modul
Kategorie Sonne
Solarthermie - Solarkollektor
Zwei Arten von Solarkollektoren:
* Flachkollektoren
* Röhrenkollektoren
* Auffangen der Sonnenstrahlen und Umwandlung in thermische Energie mittels Kollektoren
* Aufnahme der Wärme mittels eines Speichers
* Nutzung:
* Bereitstellung von Warmwasser
* Heizungsunterstützung
* Flachkollektor Wirkungsgrad: 60 – 85 %
Röhrenkollektor Wirkungsgrad: bis zu 90 %
Kategorie Sonne
Solarthermische Kraftwerke – Solarturmkraftwerk mit Heliostaten
- Punktfokussierung
- Konzentration der Sonnenstrahlen in einem Umkreis in einem Brennpunkt mittels Spiegeln,
sogenannte Heliostaten - Die Bündelung erfolgt beim Brennpunkt, welcher auf der Turmspitze steht
- Der Arbeitsstoff absorbiert die Wärme und wird erhitzt
➢ Solarthermie - Nutzung der Wärme in Dampfprozessen zur Stromerzeugung
- Wirkungsgrad: ~43 %
Kategorie Sonne
Solarthermische Kraftwerke - Parabolschüssel
- Punktfokussierung
- Konzentration der Sonnenstrahlen in einem Brennpunkt
- Spiegel hat die Form einer Parabel
- Bewegung eines Motors mittels der angesammelten Wärme
- Mittels eines Generators erfolgt die Umwandlung in elektrischer Energie
- Nachführung der Spiegel erforderlich
- Wirkungsgrad: ~30 %
Kategorie Sonne
Weitere Solarthermische Kraftwerke
Nutzung direkter Sonneneinstrahlung
Parabolrinne, Resnel Kollektor, Parabolschüssel, Solarturm
Kategorie Sonne
Solarthermische Kraftwerke - Parabolrinnen
- Linienfokussierung
- Konzentration der Sonnenstrahlen mittels eines Parabolspiegels auf einer Brennlinie
- Brennlinie: Rohr, das einen flüssiges Arbeitsstoff z.B. Wasser oder Öl enthält
- Der Arbeitsstoff absorbiert die Wärme und wird erhitzt
➢ Solarthermie - Verdampfung od. Wärmeabgabe an einem wasserführenden
Kreislauf ➢ Antrieb einer Turbine - Umwandlung der Wärmeenergie in Bewegungsenergie
➢ Antrieb eines Generators - Erzeugung von elektrischem Strom
- Einsatz in Gebieten mit hoher Sonneneinstrahlung über das Jahr
- Abhängigkeit von der Sonnenstrahlung (Zeit, Einfallwinkel, Intensität)
Wirkungsgrad: ~27 %
Kategorie Sonne
Solarthermische Kraftwerke – Fresnel Kollektor
- Linienfokussierung
- Konzentration der Sonnenstrahlen auf einer Brennlinie für das Erwärmen eines Absorberohrs
- Unterschied zu Parabolrinnen: mehrere schmale schwach gekrümmte Spiegel
- Stufenförmige Anordnung der Spiegeln
- Optimale Positionierung der Spiegeln zum Absorberohr
Wirkungsgrad: ~15-17 %
Kategorie Sonne
Solarthermie
Nutzung der Sonnenenergie durch Flächenkollektoren
* Relativ geringe Investitionskosten
* Wenig Verluste durch kurze Rohre
* HoheTemperaturenbis75° Celsius Nachteile:
* Geringe Verfügbarkeit im Winter.
Weitere Wärmequellen nötig
