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OV Vreden Bündnis 90 / Die GRÜNEN |
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Sonnenenergie
Die direkte Nutzung der Sonnenenergie
erfolgt durch Sonnenkollektoren. Diese fangen die Strahlungsenergie der
Sonne ein, wozu bei manchen Kollektortypen die Sonnenstrahlen zuvor noch
gebündelt werden.
Es gibt zwei Typen von Sonnenkollektoren: Einmal die nicht fokussierenden und die fokussierenden. Nichtfokussierende Sonnenkollektoren [Welper, Vreden] haben einen Wirkungsgrad von 40 bis 80 Prozent. Der Sonnenkollektor besteht aus einer Glasabdeckung und einer Aluminiumfolie zwischen denen meist von Wasser mit Frostschutzmittel durchflossene Rohrschlangen eingebaut werden. Das Wasser das durch diese Rohre strömt, wird durch Wärmeübertragung aufgeheizt. Danach fließt es zu Wärme pumpe und von das wir erwärmtes Wasser in den Wärmetauscher geleitet. Da erwärmte Wasser kann dann zum Beispiel in die Heizung geleitet werden. Das kalte Wasser aus dem Wärmetauscher wird zur Wärmepumpe geleitet. Sie weisen in der Regel einen Wirkungsgrad zwischen 40 bis 80 Prozent auf und können die Trägerflüssigkeit auf bis zu 82 ºC aufheizen. Nichtfokussierende Sonnenkollektoren werden vor allem zur Erwärmung von Wasser und zur Heizung von Wohnräumen eingesetzt und zu diesem Zweck üblicherweise auf Dächern montiert. Außer den Absorberplatten gehören Umwälzpumpe, Temperaturfühler, automatische Kontrollen zur Aktivierung der Pumpe und ein Wärmespeicher zu einem vollständigen Solarheizungs- oder Wassererwärmungssystem. Als Trägermedien werden in Solarheizungen entweder Luft oder eine Flüssigkeit (Wasser oder eine Mischung aus Wasser und einem Frostschutzmittel) verwendet, während ein in den Erdboden eingelassener oder gut isolierter Tank als Energiespeicher dient.
In der Industrie wird ein anderer Kollektortyp verwendet ,weil die in nichtfokussierenden Sonnenkollektoren erzeugten Temperaturen des Trägermediums nicht ausreichen. Sie besitzen einen höheren Wirkungsgrad und sind deswegen auch teurer in der Herrstellung. Bei diesem Kollektortyp wird die Sonnenstrahlung von einem oder mehreren Hohlspiegeln reflektiert und in einem Strahlungsempfänger aufgefangen. Durch die Konzentration wird die Intensität der Sonnenenergie verstärkt, wobei im Empfänger Temperaturen bis mehrere hundert oder gar tausend Grad Celsius erzielt werden. Um die Strahlungsenergie so effizient wie möglich einzufangen, werden die Hohlspiegel mit Hilfe von so genannten Heliostaten dem Sonnenstand nachgeführt.
Die Stromerzeugung in Solarturmkraftwerken befindet sich gegenwärtig noch im Entwicklungs- und Erprobungsstadium. In Solarturmkraftwerken reflektieren eine Reihe von Hohlspiegeln, die auf computergesteuerte Heliostaten montiert sind, die Sonnenstrahlen und bündeln sie auf einen zentralen Strahlungsempfänger, der auf dem so genannten Solarturm installiert ist. Dort werden Wasser oder andere Wärmeträgermedien erhitzt. Der dabei entstehende Dampf kann in herkömmlichen Kraftwerken in Strom umgewandelt werden.
Bei der Solarkühlung wird Sonnenenergie als Wärmequelle in Kompressionskältemaschinen verwendet. Der Generator herkömmlicher Absorptionskältemaschinen ist auf eine Wärmequelle angewiesen. Da im Normalfall für den effektiven Betrieb von Kältemaschinen Temperaturen von über 150 ºC notwendig sind, sind für Kältemaschinen fokussierende Sonnenkollektoren besser geeignet als nichtfokussierende.
In der Photovoltaik wird der Photoeffekt benutzt, um in Solarzellen ,die aus dünnen Scheiben Halbleitern wie kristallinem Silicium oder aus Galiumarsenid bestehen, Elektrizität zu erzeugen. Dieser Effekt besteht darin, dass das Licht ,als eine Ansammlung von Geschossen, auf ein Metall auftrifft. Ein freies Elektron im Halbleiter, das von einem Lichtteilchen ,einem Photon, getroffen wird, absorbiert die Energie des Photons. Wenn das Photon ausreichend Energie besitzt, wird das Elektron vom Halbleiter gelöst und die entstandene Energie kann abgeleitet werden. Eine durchschnittliche Photovoltaikanlage (Mekes, Vreden] erzeugt in Deutschland 1200 kWh im Jahr. Die Leistung der Solaranlagen hängt stark davon ab, wo sie stehen : 1. kann natürlich in südlichen Ländern mehr Sonnenstrahlen empfangen , 2. ist der Einfallswinkel der Sonnenstrahlen dort nicht so flach und es wird mehr Energie übertragen. Die Solarzellen müssen nach Süden ausgerichtet werden, weil bei dieser die meisten Sonnenstrahlen auf sie treffen. Nach einem Zeitraum von 15 Jahren sind die Kosten für eine Anlage getilgt. Die heute gängigen Solarzellen besitzen einen hohen technologischen Standard und weisen einen Wirkungsgrad von 30 oder mehr Prozent auf.
Aufgrund der täglichen und jahreszeitlichen Schwankungen der Sonnenstrahlung auf der Erdoberfläche ist es wichtig, dass überschüssige Sonnenenergie in Zeiten niedrigen Verbrauchs gespeichert werden kann, um den Bedarf in Jahres- oder Tageszeiten abzudecken, wenn die zur Verfügung stehende Sonnenenergie den Verbrauch nicht decken kann. Neben einfachen Wasser- und Bodenspeichersystemen gibt es kompaktere Speichermethoden, die sich die Phasenübergangseigenschaften eutektischer Salze (Salze, die bei niedrigen Temperaturen schmelzen) zunutze machen. Darüber hinaus können Batterien als Speicher für überschüssige elektrische Energie dienen. Image und Wirtschaftlichkeit der Solarenergie Die Solarenergie gilt gemeinhin als unrentabel und chancenlos im Gegensatz zur Atomenergie oder zu den fossilen Energieträgern. Dieser Vorwurf ist dann richtig, wenn man vergleicht wie viel der Solarstrom den Verbraucher im Gegensatz zum Atomstrom kostet. Ganz abgesehen davon, dass man als Verbraucher mit Solarstrom die Umwelt davor bewahrt, durch CO2-Ausstoß einen Treibhauseffekt zu verursachen, gibt es noch Kosten, die bei dieser Rechnung nicht miteingerechnet sind. Die Solarenergie ist bis jetzt nur sehr wenig vom Bund gefördert worden im Gegensatz zu z. B. der Atomenergie. So sind vom Bund allein bis zum Jahr 1996 160 Milliarden DM an die Atomenergie geflossen. Die Subventionierung der Kohleindustrie beläuft sich auf 9 Milliarden DM bis 1996. Für die Solarenergie wurden bis 1998 gerade mal 1290 Millionen DM ausgezahlt. Wenn in dem Atomstrompreis die Versicherung ,um Umweltschäden bei einem GAU zu bereinigen, enthalten wäre, dann müsste jede kWh 1 DM kosten. Fazit: Somit ist klar, dass die Solarenergie in Hinblick auf Umweltfreundlichkeit der Atomenergie und Kohleenergie weitvorteilhafter ist und dass sie insgesamt betrachtet billiger ist.
Allein in den Jahren 1993 – 1997 hat sich der Markt der Solarenergiewirtschaft verfünffacht. Im Jahre 1997 wurden 125 MW weltweit erzeugt und ein Umsatz von 1 Milliarde Dollar gemacht. Bis zum Jahr 2010 rechnet man mit einer Versechsfachung auf 800 MW und einem Jahresumsatz von 10 Milliarden Dollar. Seit dem ersten April dieses Jahres wird mit dem "100.000-Dächer Programm" die Solarenergie in Deutschland mit einer Milliarden DM gefördert. Das bedeutet, dass jeder Solarstromerzeuger 99 Pf pro kWh und günstige Kredite erhält Bis zum 2. Mai sind über 10700 Anträge eingegangen und das Programm wird bis auf weiteres gestoppt, weil die eine Milliarde DM schon verteilt sind. [oben] Die Solarenergie ist zusammen mit anderen erneuerbaren Energien unersetzlich für die Menschen, denn im Jahr 2050 sind wahrscheinlich alle Öl und Gasvorkommen erschöpft. Die Atomenergie stellt auch keine sinnvolle Alternative dar, weil die niemand weiß was man mit dem ganzen radioaktiven Müll machen soll. Außerdem produzieren Solaranlagen kein Co2 und verschmutzen nicht die Umwelt. Deswegen wird die Solarenergie in Zukunft wohl verstärkt vom Bund gefördert und damit wird es für die Energie wirtschaft auch interessant. Durch den momentanen Boom im Bereich Windenergie und Solarenergie können nach Expertenmeinung über 30 000 neue Arbeitsplätze entstehen. [ © 2000 all rights reserved, Tim Benke] [oben] |
Nutzung der Solarenergie