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Solarenergie

Immer mehr Menschen entscheiden sich für die umweltschonende Art der Brauchwassererwärmung durch die Installation von Solarkollektoren. Ob bei der Brauchwassererwärmung, der Stromerzeugung oder der Heizungsanlage - die Nutzung von Solarenergie ist im Aufwärtstrend.
Zur Zeit zieren rund 1,7 Millionen m² Solaranlagen die bundesdeutsche Dachlandschaft, und es werden immer mehr. Wovon auch der Verbraucher profitiert: die Preise für Solaranlagen sind in den vergangenen zwei Jahren über 20% gefallen. In unseren Breiten kann eine Solaranlage nur im Sommer den Warmwasserbedarf eines Haushalts zu 100% decken.
Man unterscheidet zwischen Solarthermie (Nutzung von Solarkollektoren zur Warmwasserbereitung) und Photovoltaik (Stromerzeugung durch Solarzellen)

Solarthermie
Die Sonneneinstrahlung wird in der Kollektortechnik zur direkten Erzeugung von Wärme genutzt Folgendes Prinzip liegt meist zugrunde: Ein Sammelbehälter (Kollektor) wandelt die aufgefangene Sonnenstrahlung in Wärme um. Die Strahlung gelangt durch eine transparente Fläche in den Kollektorkörper und trifft auf den sogenannten Absorber, der sich dabei erwärmt. Der Absorber gibt die Wärme an ein Rohrsystem weiter, in dem eine Wärmeleitflüssigkeit zirkuliert. Diese Flüssigkeit wird durch eine Umwälzpumpe zum Solarspeicher transportiert (Solarkreislauf), der die Energie aufnimmt und mittels Wärmetauscher an das Brauchwasser abgibt. Von dort aus werden dann die Abnehmer gespeist (Brauchwasserkreislauf).
Der Kollektor steht in unterschiedlichsten Bauformen und Materialien (Metalle, Kunststoffe) zur Verfügung. Man unterscheidet zwischen:

Flachkollektoren
Der Flachkollektor besteht aus einem flachen Gehäuse, das den Absorber umschließt. Er verfügt an der Seite, die dem Licht zugewandt ist, über eine Glasabdeckung. Ein Absorber lässt sich anhand folgender Qualitätsmerkmale beurteilen:

  • gute Wärmeübertragung an Wärmeträgerflüssigkeit
  • Korrosionsbeständigkeit
  • Temperaturfestigkeit
  • niedriger Durchflusswiderstand
  • geringe Aufheizzeit
  • hohe Absorption der einfallenden Sonnenstrahlung
  • geringe Wärmeabstrahlung

Vakuumkollektoren
Bei Vakuumkollektoren werden die Isoliereigenschaften eines Vakuums ausgenutzt. (Die Luftschicht zwischen Absorber und Glasabdeckung wird abgesaugt, der Wärmeverlust wird unterbunden).
Die Anschaffung solcher Kollektoren ist zwar wesentlich teurer - doch der höhere Wirkungsgrad rechtfertigt den Preis. Vergleich des solaren Deckungsgrades (= der Prozentsatz des Brauchwassers, der ausschließlich mit Solarenergie erwärmt wird): Flachkollektor: solarer Deckungsgrad liegt bei 60%, Vakuumkollektor: solarer Deckungsgrad liegt bei 80.

Die Photovoltaik
Photovoltaik - ist die direkte Umwandlung des Sonnenlichts in elektrische Energie mit Hilfe von Solarzellen. Solarzellen sind aus einem Halbleiterwerkstoff (z.B. Silizium) bestehende Scheiben. Sie weisen zwei Schichten auf: ein relativ starkes, positiv leitendes Substrat und eine sehr dünne, negativ leitende Schicht. Mehrere Zellen werden zu Modulen zusammengeschaltet (die Spannung einer einzelnen Photovoltaikzelle ist meist zu niedrig) Wegen der Sprödigkeit der Solarzellen haben die Module eine Schutzschicht aus Glas oder Kunststoff.

Baugenehmigung und Förderung
Photovoltaikmodule können inzwischen sehr gut als architektonisches Gestaltungsmittel eingesetzt werden. Neben Glasfassaden bieten sich auch hochpolierte Natur- oder Kunststeinelemente an. Die Notwendigkeit einer Baugenehmigung ist in den Bundesländern unterschiedlich geregelt - ebenso die Art und Weise sowie die Höhe der Förderung. Förderprogramme für erneuerbare Energien finden sich in allen Bundesländern. Die Förderhöhe, oft in Form eines Investitionskostenzuschusses, kann bis zu 70% betragen.

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