Praxismaterialien für den schulischen und außerschulischen Einsatz

Sonnenenergie - Quelle der Zukunft

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Als größte Energiequelle liefert die Sonne enorme Energiemengen an die Erde, die in unterschiedlicher Form genützt werden können. Trotz technischer und wirtschaftlicher Hürden, die in manchen Bereichen noch gemeistert werden müssen, bietet dieser Energieträger aber eine breite Entwicklungsmöglichkeit.

Nutzung von Solarenergie

Mit Sonnen- bzw. Solarenergie bezeichnet man die von der Sonne durch Kernfusion erzeugte Energie, die zum Teil als elektromagnetische Strahlung zur Erde gelangt. Die dabei fei werdende Abstrahlung der Sonne ist über Hunderte von Jahren konstant und beträgt etwa 4*1026 J/s. Die Abstrahlung erfolgt in alle Richtungen. Entsprechend der Entfernung der Erde von der Sonne treffen ca. 1370 J/m2*s (= W/m2) auf die Erde; dieser Wert wird auch als Solarkonstante bezeichnet. Im Jahresverlauf ist die Solarkonstante kleinen Schwankungen von etwa 3% unterworfen, da sich die Erde auf einer elliptischen Bahn um die Sonne bewegt.

Für die Sonnenenergienutzung ergibt sich eine Reihe von direkten und indirekten Möglichkeiten. Bei der indirekten Sonnenenergienutzung wird gespeicherte Sonnenenergie umgewandelt, bei der direkten Nutzung wird die Sonnenstrahlung ohne weitere Umwandlung genutzt. Aus Sonnenstrahlung lässt sich Sekundärenergie, also elektrische, thermische und chemische Energie gewinnen.~

Thermische Solaranlagen

Thermische Solaranlagen zur Wärmegewinnung basieren auf einem relativ einfachen Prinzip: Die Sonnenstrahlung wird von schwarz beschichteten Absorbern aus Kupfer oder Aluminium eingefangen. In diesen Kollektoren - meist sind es Flachkollektoren - sind Rohrleitungen verlegt, die von Wasser durchflossen werden, welches durch die Sonnenstrahlung erwärmt wird. Dieser Effekt ist mit dem Aufheizen eines in der Sonne liegenden Gartenschlauchs vergleichbar. Damit möglichst wenig Wärme an die Umgebung verloren geht, sind die Kollektoren mit einer speziellen Beschichtung versehen. Zusätzlich werden sie mit Glas abgedeckt, rückseitig gedämmt und mit einer Metall- oder Kunststoffummantelung dicht verschlossen.

Der Wirkungsgrad von Sonnenkollektoren liegt bei über 40%, d.h. dass aus einer Sonneneinstrahlung von 1000 kWh/m2 rund 400 kWh Warmwasser gewonnen werden. Das Warmwasser wird in einem Speicher gesammelt und in die Sanitär- und Heizungsinstallation eingespeist. Auch bei der Schwimmbad-Aufwärmung findet dieses Verfahren verbreitet Anwendung, da hier das Speicherproblem durch das Wasser gelöst wird.

Mehr Informationen über Solartechnik und - Anlagen finden sie unter:  Austria Solar

Elektrische Energie

Elektrische Energie kann mit Hilfe der Fotovoltaik aus Sonnenenergie erzeugt werden (Solarstrom). Dabei wird die Infrarot-Strahlung der Sonne in Solarthermie-Anlagen eingefangen und genutzt. Ein großtechnisches Anwendungsgebiet stellen die Sonnenwärmekraftwerke dar.

Nähere Details finden Sie unter:  Fotovoltaik - ein Kraftwerk an Sonnenenergie

Chemische Energie

Chemische Energie lässt sich durch Sonnenstrahlung beispielsweise bei der Produktion von Wasserstoff erzeugen. Wasserstoff kann nämlich mittels elektrischer Energie durch Elektrolyse oder durch Licht einer bestimmten Wellenlänge hergestellt werden, wobei fotobiologische oder fotochemische Katalysatoren (Chlorophyll, Bakterien, Eisensalze, etc.) eine Rolle spielen.

Quelle:

Braun, Herbert
Energiewirtschaft
Skriptum zur Lehrveranstaltung: "Energiewirtschaft" an der Universität für Bodenkultur, Wien
Das Skriptum gibt grundlegende Einblicke über Fakten und Zusammenhänge in der Energiewirtschaft. Weiters werden Methoden zur Beurteilung von Prozessen der Energiewirtschaft vorgestellt.
Eigenverlag
Fachliteratur
Zuletzt aktualisiert: 2012-06-11

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