Sonnenenergie
Sonne ist Leben. Sie
ist die wesentliche Grundlage für irdisches Leben. Der Planet Erde
bekommt von ihr das Licht und die notwendige Wärme. Menschen, Tiere
und Pflanzen könnten ohne die Sonne nicht existieren. Die Energie
der Sonne ist nahezu grenzenlos. Zumindest für menschliche Zeiträume
und Dimensionen stellt sie eine unerschöpfliche Energiequelle dar.
Die Sonne strahlt seit über 4 Milliarden Jahren und wird es
mindestens nochmal so lange tun.
Die
Sonne schickt ihre Energie
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Von der Sonne
gelangen im Jahr auf die gesamte Erdoberfläche 795.000 * 1012 kWh.
Der Verbrauch der gesamten Welt an Primärenergie liegt bei
82,83*1012 kWh im Jahr 1989. Damit schickt die Erde 10.000
mal so viel zur Erde, wie dort weltweit verbraucht wird. Berechnet
auf die reine Landoberfläche, also ca. 29 % der Erdoberfläche,
so ist es immer noch das 2.900-fache der benötigten Energie.
Auch in Südtirol fällt mehr Sonnenenergie ein, als an Primärenergie
benötigt wird. Dies bedeutet, dass auch in einem so dicht
besiedelten Land genügend Sonnenenergie zur Verfügung stünde.
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Das technisch nutzbare
bzw. wirtschaftlich erschließbare Solarenergie-Potential ist aber
deutlich geringer. Dies obwohl in Südtirol die Nutzung der Sonnenenergie
relativ hoch ist. So befindet sich in Südtirol ein Drittel der in
ganz Italien installierten Fläche an Sonnenkollektoren.
Die Nutzung der Solarenergie
hat ihre Zuverlässigkeit längst unter Beweis gestellt. Zahlreiche
sinnvolle Einsatzbereiche sind für sie bereits erschlossen worden.
Die technische Entwicklung und die Energiepreise, die ständig ansteigen,
lassen die Chancen der Solarenergie noch weiter ansteigen.
Die Vorteile der Sonnnenergie:
- Sie steht unbegrenzt zur Verfügung
- Ist ohne Emissionen von Schadstoffen
- Und ist flexibel und vielfältig
einsetzbar
Passive
thermische Sonnenenergienutzung
Durch bauliche Maßnahmen
(z.B. Fenster oder Wintergärten) wird Solarenergie passiv genutzt.
Dadurch kann ein Gebäude teilweise solar beheizt werden. Passive
Solarenergienutzung deshalb, da keinerlei Fremdenergie (z.B. zum
Antrieb von Pumpen) benötigt wird. Als Energiespeicher dienen massive
Gebäudeteile (wie Wände, Decken und Fußboden).
Niedrig-Energie-Häuser weisen vor allem
einen sehr guten Wärmeschutz aller Außenbauteile auf. Dadurch wird
der Wärmeverlust vermieden und die passive Nutzung der Sonnenenergie
wird deutlich verbessert. Niedrig-Energie-Häuser können auf diese
Weise mehr als 50 % Heizungsenergie einsparen.
Solarstromtechnik
Oft wird die Meinung
vertreten, Solarstrom für ein Haus sei wesentlich teurer, als der
übliche konventionelle Strom. Es müssen aber auch die Erschließung
eines Grundstückes und der Anschluss des Gebäudes an das Stromnetz
als Kostenfaktor gesehen werden. Dieser wird in der allgemeinen
Stromkostenbetrachtung aber häufig vergessen.
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Potovoltaik kann
eine echte Alternative sein, wenn ein Haus von Anfang an richtig
geplant und dimensioniert wird. Auch für Umsteiger gibt es
preiswerte Alternativen. Photovoltaische Solarenergienutzung
(PV) bedeutet direkte Stromerzeugung aus Sonnenlicht. Dazu
werden Solarzellen eingesetzt. Sie können bis zu 17 Prozent
der eingestrahlten Sonnenenergie in Strom umwandeln. Werden
größere Leistungen benötigt, werden viele Zellen zu einem
Modul zusammengeschaltet. Photovoltaik-Anlagen sind robuste
und wartungsfreie Systeme.
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Verbraucher, die weit
vom Stromnetz entfernt liegen (z.B. Garten-/Wochenendhäuser), können
problemlos mit Strom aus einer PV-Anlage versorgt werden. Als Stromspeicher
werden Blei-Batterien verwendet. Für die Versorgung von Wochenendhäusern
und kleineren Schutzhütten sind Gleichstrom-Niederspannungssysteme
(12 V oder 24 V) ausreichend. PV-Anlagen können aber auch über einen
geeigneten Wechselrichter auch an das öffentliche Stromnetz angekoppelt
werden. Ein Stromspeicher ist in diesem Fall nicht erforderlich.
Aktive
thermische Sonnenenergienutzung
Zur Umwandlung von
Sonnenstrahlung in Wärme werden Solarkollektoren eingesetzt. Ein
schwarzer Solarabsorber im Inneren des Kollektoren fängt die Solarstrahlung
auf und wandelt diese in Wärme um. Ein Wärmeträgermedium wird durch
den Absorber geführt, heizt sich dabei auf und transportiert die
Solarenergie dorthin, wo sie gebraucht bzw. gespeichert wird.
Die solare Brauchwassererwärmung
zählt zu der weitaus häufigsten Anwendung der Sonnenenergie im privaten
Bereich. Eine gute Solaranlage kann den jährlichen Energiebedarf
zur Warmwasserversorgung eines Haushaltes zu rund 2/3 decken. Die
verbreitetsten Systeme sind Zweikreis-Solaranlagen in Kombination
mit einer Umwälzpumpe. Die bekanntesten Kollektoren sind der Flachkollektor
(wärmegedämmtes Gehäuse, oben mit einer Glasscheibe abgedeckt) und
der Vakuumröhren-Kollektor (Glasröhren, in denen Vakuum herrscht
und die dadurch höhere Wirkungsgrade als ein Flachkollektor erreichen).
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Die Kollektoren
werden meistens auf dem Dach installiert. Es gibt auch Fälle,
wo sie im Garten oder an Mauern aufgestellt werden. Die Kollektoren
sind über Rohre mit dem Solarspeicher verbunden, der sich
zumeist im Keller befindet. Eine Regelung setzt die Umwälzpumpe
in Betrieb, welche die Wärme vom Kollektor zum Speicher transportiert.
Es sind aber auch einfachere Systeme auf dem Markt, die sogenannten
Speicherkollektoren. Hier sind Kollektor und Speicher bereits
in einem Teil vereinigt. Regelung, Pumpe und Verbindungsrohre
zwischen Kollektor und Speicher sind hier überflüssig. Die
Auslegung (Größe) einer Solaranlage richtet sich nach dem
vorhandenen Warmwasserbedarf. Für einen 4-Personen-Haushalt
wird ein täglicher Warmwasserverbrauch von 200 l berechnet.
Um 2/3 dieses Bedarfes solar bereitstellen zu können, werden
ca. 6 m2 Flachkollektor oder 4,5 m2
Vakuumröhren-Kollektor benötigt. Das Volumen des Solarspeichers
sollte etwa dem doppelten Warmwasser-Tagesbedarf entsprechen.
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Die Montage von Kollektoren
kann auf drei Arten erfolgen:
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Auf-Dach:
Die Montage erfolgt über den Ziegeln, das Dach bleibt unversehrt.
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In-Dach:
Die Ziegel werden hier ersetzt und eingespart, der Kollektor
wird dicht in die Dachhaut integriert. Dazu werden fertige Montagesysteme
geboten.
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Frei-Aufstellung:
Die Aufstellung erfolgt mit Hilfe eines Montagegestells auf
dem Boden oder Flachdach. Dabei wird ein gewisser Neigungswinkel
eingehalten.
Bei Flachkollektoren
werden alle drei Montagearten angewendet, Vakuumröhren-Kollektoren
können nur Auf-Dach montiert oder frei aufgestellt werden. Speicherkollektoren
werden hingegen nur In-Dach oder frei aufgestellt.
Preise
Die Preise können sehr
unterschiedlich sein. Wir wollen hier nur Richtwerte geben:
- Flachkollektor-Anlagen mit Speicher
und Regelung sind für ca. 3.000 DM
bis 4.500 Euro; inklusive Montage betragen die Anlagenkosten
rund 5.000 DM bis 7.000 Euro.
- Vakuumröhren-Kollektoren erhöhen
die Anlagenkosten um etwa 1.000 DM
bis 1.500 Euro.
- Speicherkollektoren kosten inklusive
Montage ca. 4.500 DM bis 7.000 Euro.
Dabei sind große thermische
Solaranlagen, bezogen auf den Quadratmeter Kollektorfläche, deutlich
preiswerter als kleine Systeme für Ein- und Zweifamilienhäuser.
Bei der Neuinstallation
einer Heizungsanlage in bestehenden Häusern sollte die thermische
Solaranlage gleichzeitig mit eingebaut werden.
Solare
Unterstützung der Raumheizung
Mit größeren Kollektorflächen
und zusätzlichem Heizungspufferspeicher kann die Sonnenenergie zur
Unterstützung der Raumheizung verwendet werden. Dies ist vor allem
dann ratsam, wenn bereits ein solcher Pufferspeicher durch ein anderes
Heizsystem (z.B. Holzheizung) vorhanden ist.
Schwimmbadheizung
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Bei der Schwimmbadheizung
gibt es eine Übereinstimmung vom Angebot an Sonnenenergie
und Wärmebedarf. Als Kollektor werden hierzu meist unverglaste
Kunststoff-Absorber verwendet. Dies sind preisgünstige, wirtschaftliche
und technisch einfache Anlagen. Freibäder können je nach Gebiet
nahezu während der ganzen Badesaison solar beheizt werden.
Eine kostenaufwendige konventionelle Zusatzheizung mit Öl
oder Gas kann dadurch häufig vermieden werden.
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