Solartechnik

Die Photovoltaik basiert auf der direkten Umwandlung von Sonnenlicht in elektrische Energie. Ausgenutzt wird der Photoeffekt. Fällt Licht auf einen Halbleiter wie Silizium, dann werden bei der Absorption der direkten und - allerdings mit geringerem Effekt - diffusen Strahlung Elektronen freigesetzt und ein Potenzialunterschied (Spannung) entsteht. Die Herstellung von Solarzellen basiert auf Silizium, das beispielsweise gebunden als Siliziumdioxid (SiO2) im Sand fast unbegrenzt vorkommt. Silizium findet sich auch häufig in Silicaten, das sind aus SiO4-Tetraedern aufgebaute Salze der Kieselsäure.

Solarzellentypen und Wirkungsgrade

Mehrere Solarzellen werden in Reihe zu Solar-Modulen zusammengeschaltet, die im Handel in Leistungsbereichen zwischen 80 und 350 Wp zu erhalten sind. Ein Modul besteht aus einer oberen speziellen Glasplatte, darunter die Solarzellen und auf der Rück-/Unterseite eine Folie oder eine weitere Glasplatte.

Solar-Wechselrichter

Der Solar-Wechselrichter erzeugt aus dem solaren Gleichstrom den netzfähigen Wechselstrom (Frequenz und Spannung) und ist damit das Bindeglied zwischen PV-Stromgenerator und dem öffentlichen Stromnetz. Je nach Zahl der Solarmodule bzw. der Anlagengröße werden zentrale Wechselrichter oder Strangwechselrichter eingesetzt.

Mit einer Solarthermie-Solaranlage wird die einfallende Solarstrahlung in Wärme (Warmwasser- oder Heizenergie) umgewandelt. Eine solarthermische Anlage besteht aus einem Sonnenenergie-Kollektor auf dem Dach, einer Regel- bzw. Steuerungseinheit und einem Speicher. In dem geschlossenen Kreislaufsystem sorgt eine Pumpe dafür, dass der flüssige Wärmeträger (der auch im Winter nicht einfriert) die Wärmeenergie in den Speicher transportiert wird. Ein Wärmetauscher im Speicher ermöglicht warmes Trinkwasser. Wichtig ist die richtige Dimensionierung des Speichers.

Solar - Kollektoren

Der Sonnenkollektor ist das Bauteil, das von der Energie der einfallenden Solarstrahlung möglichst viel absorbiert und in Wärme umwandelt. Die gängigsten Kollektoren sind die typischen Flachkollektoren, die an der Oberseite eine lichttransparente Abdeckung haben (Kollektoren ohne Abdeckung werden häufig in Schwimmbädern eingesetzt) und mit einer wärmegedämmten Unter/-Rückseite versehen sind. Ein- und Ausgänge sorgen dafür, dass die Wärmeträgerflüssigkeit durch den Kollektor fließen und zum Speicher abgeführt werden kann. Herzstück des Kollektors ist der Absorber, der aus gut wärme-leitenden Materialien bestehen muss und die Wärmeenergie an die Trägerflüssgikeit weiter gibt.

Bei Vakuum-Röhrenkollektoren liegt der Solarenergie-Absorber in einer Glasröhre, in der ein Unterdruck herrscht. Der Energieertrag/Wirkungsgrad dieses Kollektortyps ist höher als der von Flachkollektoren, allerdings sind die Systemkosten höher. Vakuumröhren bieten Vorteile, wenn eine Solaranlage zur Heizungsunterstützung eingesetzt werden soll
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