Sonnenenergie

Sonnenenergie

Die Sonnenstrahlen stehen uns zwar kostenlos zur Verfügung, doch sind die verschiedenen Techniken, sie in Elektrizität umzuwandeln, sehr aufwendig. Man unterscheidet zwischen Solarthermie und Photovoltaik.

Photovoltaik

Stromgewinnung in Form von Solarzellen. Das ist die teuerste aber auch effektivste Art Strom aus Sonnenenergie zu erzeugen. Von diesen ca. 10x10cm großen Solarzellen werden sehr viele zusammengeschlossen und mehr Leistung zu erreichen. Eine einzelne Zelle liefert etwa 0,5V. In Bayern wird das derzeit größte Photovoltaikkraftwerk gebaut. Es wird aus fast 58000 einzelnen Zellen bestehen die eine Leistung von 10 Megawatt, ein Staubsauger hat ca. 2000 Watt, also könnten ca. 5000 Staubsauger gleichzeitig von dem Kraftwerk versorgt werden.

Vor und Nachteile Solarstromgewinnung:

Vorteile: – keine Emissionen, nur bei der Herstellung
– flexible einsetzbar, In Armbanduhren sind ganz kleine und in Kraftwerken ganz große
– funktionieren auch mit künstlichem Licht
Nachteile: – hoher Flächenbedarf
– Nachts wird kein Strom produziert
– sehr komplizierte Herstellung
– es wird Gleichstrom erzeugt, welcher nicht ins Netz eingespeist werden kann
Da bei der Herstellung einer Solarzelle viel Energie benötigt wird und das Entsorgen am Ende ihrer Lebensdauer auch mit viel Energie verbunden ist und Nachts kein Strom produziert wird, wird bei einer Lebensdauer von 20 Jahren gerade einmal 3 Jahre lang Strom produziert, die restlichen 17 Jahre wird nur die eingesetzte Energie zurück gewonnen.
Neben den Kraftwerken, die sich aus Tausenden Zellen zusammensetzen gibt es auch viele Privatleute oder z.B. Kirchen oder Schulen, die sich Solarmodule anschaffen und so selbst Strom produzieren. Der wird aber von denen nicht selbst genutzt, sondern an den örtlichen Energieversorger verkauft und zum günstigeren Preis wieder zum Teil wieder eingekauft.
Solche Kleinanlagen werden auch viel in abgelegenen Orten wie auf einer Berghütte oder auf Halligen benutzt. Dort werden Akkus vom Strom der Zellen geladen und somit kann auch Nachts Energie zur Verfügung gestellt werden.
Die andere Art von Energiegewinnung aus der Sonnenkraft ist die thermische. Bei ihr wird durch erwärmen von Wasser Wasserdampf erzeugt, der nach oben steigt und dabei eine Turbine antreibt.
Beispiele hierfür sind das Turmkraftwerk oder das Parabolrinnenkraftwerk.

Turmkraftwerk

Auf einem großen Feld stehen um einen zentralen Turm verteilt tausende, gekrümmte Spiegel, welche die Sonnenstrahlen zur Turmspitze reflektieren. Sie sind beweglich angebracht, so dass sie zur Sonne hin ausgerichtet werden können. In der Turmspitze sitzt der sog. Receiver. In diesem Receiver werden die Sonnenstrahlen von einem Trägermedium absorbiert und in ein Wärmekraftwerk weitergeleitet. Flüssiges Salz wird mit einer Temperatur von ca. 290°C in die Turmspitze gepumpt, wo es auf ca. 565°C erhitzt wird. Die Wärmeenergie wird dann an Wasser weitergeleitet: Wasserdampf entsteht. Dieser Wasserdampf treibt eine Turbine an, die wiederum über einen Generator Strom erzeugt. Das “Solar One” war in der Zeit von 1982-1988 als weltgrößtes Turmkraftwerk im Einsatz. Es bestand aus 1818 Spiegeln. Es demonstrierte die Durchführbarkeit von Turmkraftwerken und zeigte, dass es möglich war, in der Sommerzeit 10 MW Energie pro Tag zu liefern.

Parabolrinnenkraftwerke

Sie funktionieren ähnlich den Turmkraftwerken, doch dort werden Spiegel in halbkreisform mit einer Rohrleitung in der Mitte auf die die Wärme gebündelt wird. Mit der erhitzten Flüssigkeit, Öl oder Wasser, wird wie beim Turmkraftwerk eine Turbine angetrieben.
Das “Nevada Solar One” in Boulder City in der Nähe von Las Vegas ist eines der größten der Welt . Es produziert jährlich etwa 129 Millionen Kilowattstunden (kW/h) Solarstrom. Das entspricht dem Strombedarf von 15.000 amerikanischen Haushalten. “Nevada Solar One” erstreckt sich über eine Fläche von 1,4 Millionen Quadratmetern und ist damit so groß wie 212 Fußballplätze

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