Sonnenkollektor

Sonnenkollektor: Wärmeenergie aus Sonnenlicht

Sonnenkollektoren nutzen die Solarenergie nicht zur direkten Stromerzeugung, sondern wandeln sie zunächst in Wärmeenergie um. Somit können sie verschiedene Aufgabenbereiche abdecken und erzielen zeitgleich einen verhältnismäßig hohen Wirkungsgrad. Wie die Technik genau funktioniert und wann sie zum Einsatz kommt, erfährst Du im Vegan Strom-Lexikon.

 

Was sind Sonnenkollektoren?

Unter einem Sonnenkollektor versteht man ein technisches Bauelement, welches eintreffende Sonnenstrahlung absorbiert und sie in Wärmeenergie umwandelt. Diese kann dann anschließend für unterschiedliche Aufgaben verwendet werden, etwa zur Heizung, zur Wasserentsalzung oder sogar zum Antreiben von Turbinen. Damit unterscheiden sich Solarkollektoren maßgeblich von Solarzellen bzw. Solarmodulen, die mittels Elektronenaustausch zwischen ihren Halbleiterplatten direkt Strom erzeugen. Sonnenkollektoren, die letztlich auf Solarthermie beruhen, sind heute bereits fest integrierter Bestandteil von Haustechnik, Fernwärmesystemen und Sonnenwärmekraftwerken.

Ein Solarkollektor nimmt die einfallende Sonneneinstrahlung durch eine spezielle Glasplatte auf. Hier trifft sie schließlich auf einen Solarabsorber, welcher nahezu die gesamte Spektralbreite des Lichts absorbiert und sich dadurch erhitzt. Diese Hitze nimmt eine Absorberflüssigkeit (in der Regel Wasser, Öl oder Glycol) auf, die durch im Absorber verbaute Kupfer- oder Aluminiumrohre fließt. Die erwärmte Flüssigkeit wird über einen Kreislauf abtransportiert zu einem Wärmetauscher. Die so gewonnene Wärme geht meist direkt zu einem Verbraucher. Die darin gebundene Energie lässt sich jedoch auch in einem Wärmespeicher „zwischenlagern“.

Bei Aufwind- beziehungsweise Thermikkraftwerken erhitzen Sonnenkollektoren keine Flüssigkeiten, sondern den Boden und damit die Luft. Dies löst eine Druckdifferenz aus, welche einen Luftstrom zur Folge hat, der eine Turbine antreibt. Diese erzeugt dann elektrische Energie.

Thermische Sonnenkollektoren erreichen recht hohe Wirkungsgrade, effektiv etwa zwischen 60 und 75 Prozent.

 

Anwendungsbereiche von Sonnenkollektoren und deren Wärmeenergie

Sonnenkollektoren kommen in Deutschland überwiegend in Privathäusern zur Warmwasseraufbereitung zum Einsatz. Im Sommer können sie hier bei ausreichender Kapazität und ausreichendem Speichervolumen den gesamten Warmwasserbedarf abdecken. Im Winter hingegen dienen sie in der Regel nur der Unterstützung konventioneller Anlagen. Durchschnittlich kann eine solche Solaranlage etwa 50 bis 60 Prozent des Warmwassers im Jahr bereitstellen, dies entspricht ungefähr 15 Prozent der gesamten Heizkosten. Größere Anteile sind ebenfalls realisierbar, hierfür ist jedoch entweder eine recht große Anlage oder ein Saisonwärmespeicher erforderlich.

Neben privaten Haushalten nutzen noch viele andere Gebäude Sonnenkollektoren zur Warmwasserbereitung, unter anderem Mehrfamilienhäuser, Hotels und Krankenhäuser. Hier existieren die Anlagen selbstverständlich in weitaus größeren Dimensionen. So kommen zum Beispiel angepasste Industriespeicher zur Lagerung des erwärmten Wassers zum Einsatz. Auch in bestimmten Industriebetrieben wird die nötige Prozesswärme manchmal heute schon mithilfe von Solarkollektoren erzeugt. Ein Beispiel für einen solchen Einsatz ist die Nutzung eines Sonnenkollektors, um die Biomassekulturen in Biogasanlagen anzuwärmen.

Nicht zuletzt nutzen auch verschiedene Solarkraftwerke Sonnenkollektoren zur Energieerzeugung. So sind Solarfarmkraftwerke in der Lage, Thermalöle so stark zu erhitzen, dass mit ihnen Wasser verdampft wird. Alternativ lässt sich bei der Direktdampferzeugung so auch ohne Umwege überhitzter Wasserdampf produzieren. Egal auf welchem Weg der Dampf am Ende entsteht, er treibt schließlich Turbinen an, welche Strom generieren. Bei Aufwindkraftwerken erfüllt die aufgeheizte Luft denselben Zweck. In Solarfarm- und Thermikkraftwerken kommen hochentwickelte Solarkollektoren zum Einsatz, wie etwa Parabolrinnen- oder Fresnel-Kollektoren. Solarturmkraftwerke bedienen sich hingegen Heliostaten, die das einfallende Licht bündeln und somit Dampf oder Heißluft erzeugen.

 

Veganer Strom durch Sonnenkollektoren

Nicht nur Photovoltaikanlagen, sondern auch Sonnenkollektoren können nachhaltigen und umweltfreundlichen Strom erzeugen. Bei Solarfarmkraftwerken mit Parabolrinnen-Kollektoren sowie Aufwindkraftwerken handelt es sich um in sich geschlossene Anlagen, welche damit zeitgleich keine Bedrohung für Tiere darstellen. Die hier erzeugte Energie ist also zusätzlich vollkommen vegan. Wir von Vegan Strom achten akribisch darauf, nur Strom von Anbietern bereitzustellen, denen das Tierwohl ebenso am Herzen liegt wie uns und deren Anlagen keinem Lebewesen schaden. Das ist für uns echte Nachhaltigkeit! Möchtest auch Du den nächsten Schritt gehen und ein veganes Leben ohne Kompromisse führen, dann wechsele jetzt zu Vegan Strom und hilf mit, die Welt zu einem besseren Ort für Tier und Mensch zu machen! Gemeinsam können wir etwas bewegen.

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