Solartechnik
Solartechnik
SOLARWÄRME | Flachkollektor
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Dieser Kollektor besteht aus einem großflächigen Absorber mit einer Glasabdeckung. In der Regel ist die Abdeckung besonders transparentes, hagelschlagbeständiges Sicherheitsglas. Die Sonnenstrahlung durchscheint das Glas und wird auf dem Absorber in Wärme umgewandelt. Ein durch den Absorber strömender Wärmeträger (Frostschutz/Wasser-Gemisch) erwärmt sich und gibt diese Wärme an den Wärmespeicher ab. Das Gehäuse weist nach hinten eine hochwertige Wärmeisolierung auf. Der Rahmen besteht aus Kunststoff, Holz oder Aluminium. Aus Festigkeitsgründen wird der Kollektor mit einzelnen nebeneinanderliegenden Scheiben abgedeckt. Gebräuchliche Kollektorgrößen liegen zwischen 3,5 und 7 qm. Durch die Installation eines großen Kollektors anstelle einiger kleiner ergeben sich niedrige spezifische Kosten, geringe Wärmeverluste im Randbereich und der Montageaufwand für Verbindungsleitungen, sowie deren zusätzliche Wärmeverluste entfallen. Die Montage kann entweder im Dach oder auf dem Dach erfolgen.
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SOLARWÄRME | Röhrenvakuumkollektor
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Bei dieser Kollektorart ist der Absorber in einer luftleeren Glasröhre. Dieses reduziert die Konvektions- und Wärmeleitungsverluste innerhalb des Kollektors. Vakuumkollektoren arbeiten u.a. mit einem sogenannten Wärmerohr (Heatpipe). Im Kollektor befindet sich ein einzelnes Rohr, dass an beiden Enden verschlossen ist. Seine innere Wandung ist mit einem dünnen Alkohol- oder Wasserfilm benetzt, der durch die Sonnenstrahlung auf den damit verbundenen Absorber verdampft. Der erwärmte Dampf strömt zum oberen Ende des Wärmerohrs, welches durch den Anlagenkreis gekühlt wird. Dies führt zur Kondensation des Dampfes und zur Abgabe der Wärme an den Wärmeträger des Anlagenkreislaufes. Der kondensierte Dampf fließt wieder als Flüssigkeitsfilm im Wärmerohr nach unten. Der Energietransportkreislauf erneuten Verdampfens und Kondensierens bleibt bestehen, solange Solarwärme vom Absorber in das Wärmerohr gelangt und diese durch den kühleren Wärmeträgerstrom im Anlagenkreis abgenommen wird. Die zweite Variante sind direkt durchströmte Röhrenvakuumkollektoren. Hier wird das Frostschutzwassergemisch durch die einzelnen Röhren geführt und erwärmt sich über den Absorber.
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SOLARSTROM | Photovoltaik-Module
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Photovoltaik (PV)-Module ermöglichen die direkte Umwandlung von eingestrahltem Sonnenlicht in Elektrizität. Sie unterscheiden sich damit grundlegend von Sonnenkollektoren zur Warmwassererzeugung (Solarthermie). Die aktiven Elemente der PV-Module sind Solarzellen, in denen sich die Umwandlung von Sonnenstrahlung in elektrischen Gleichstrom vollzieht. Bisher ist der Halbleiterwerkstoff Silizium das Basismaterial für alle gängigen Solarzellen. Ihre Funktion geht auf den inneren photovoltaischen Effekt zurück. Silizium-Solarzellen werden in zwei Gruppen eingeteilt: Kristalline und amorphe Solarzellen. Letztere Solarzellen lassen sich leichter und in beliebigen Formen herstellen. Der Wirkungsgrad von kristallinen Solarzellen ist jedoch bedeutend besser. Übliche Wirkungsgrade von Photovoltaikmodulen liegen um 15%. Mittels eines Wechselrichters kann der solar gewonnene Gleichstrom in das Stromnetz eingespeist oder direkt genutzt werden. Dies nennt man netzgekoppelten Betrieb. Von Inselbetrieb wird bei Gebäuden ohne Netzanschluss gesprochen. Ein weitere Möglichkeit ist das Speichern des Solarstromes in Batterien.
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| Energieertrag | ca. 1000 kWh pro Jahr und kW Spitzenleistung |
| Wirkungsgrad | um 15% |
| Energetische Amortisation | ca. 2-4 Jahre |
| Flächenbedarf | ca. 8 m² pro kW Spitzenleistung |