Solarthermie

Als Solarthermie bezeichnet man die Nutzung der kostenlosen thermischen Sonnenenergie. Diese tritt in Form von Wärmeenergie in unbegrenzter Menge und unerschöpflich, überall auf der Welt, auf. Schon seit Jahrtausenden macht sich die Menschheit diese Energie auf vielfältige Weise nutzbar, zum Beispiel über Brennspiegel. Doch erst mit der Erfindung der sogenannten Sonnenkollektoren hat sich ein unbegrenztes Feld der Nutzung dieser Energie eröffnet – bis hin zu Solarthermie Anwendungen auf dem eigenen Hausdach.

Solarthermie auf Basis von Sonnenkollektoren

Die wissenschaftlichen Grundlagen für unsere heutigen, vielfältig einsetzbaren, Sonnenkollektoren, wurden im 18. Jahrhundert von Horace-Bénédict de Saussure entdeckt. Aber erst seit etwa 1975 wurde verstärkt an der Entwicklung von Sonnenkollektoren für die professionelle Energiegewinnung gearbeitet, da man zum ersten Mal vor dem großen Problem der Erschöpfung der Erdölreserven der Welt stand. Bis heute haben sich drei Formen der Sonnenkollektoren durchgesetzt, der Vakuumröhrenkollektor, der Flachkollektor und der Parabolrinnenkollektor.

Alle Arten der Sonnenkollektoren nutzen ein Wärmeträgermedium, zum Beispiel ein Wasser-Propylenglykol-Gemisch, welches bei Flachkollektoren eingesetzt wird, um die Sonnenenergie zu speichern. Ein Nachteil ist aber leider, dass sich diese Wärmeenergie schlecht speichern lässt und somit noch für eine zusätzliche Wärmequelle, in Form einer herkömmlichen Heizung, gesorgt werden muss, um Ausfallzeiten, im Gegensatz zu Photovoltaik Anlagen, zum Beispiel an sehr kalten Wintertagen mit geringer Sonneneinstrahlung, zu überbrücken. Eine weitere Anwendung der Solarthermie ist die Stromgewinnung. Hierbei wird die durch die Solarmodule aufgefangene Wärmeenergie mit Hilfe von Turbinen oder anderen Strom erzeugenden Techniken umgewandelt.

Mit der gewonnenen Wärmeenergie wird dabei zum Beispiel Wasser so stark erhitzt, dass Wasserdampf entsteht, mit welchem die Turbinen angetrieben werden, die wiederum den Strom erzeugen. Mittlerweile sind weltweit die verschiedensten Arten an Solarkraftwerken entstanden. Hierzu gehören zum Beispiel Solarturm-Kraftwerke, Parabolrinnenkraftwerke, Paraboloidkraftwerke und Solarteichkraftwerke.

Heizung und Kühlung – Solarthermie als Klimanlage

Meist denkt man im Zusamenhang mit der Solarthermie an solarthermische Kollektoren, Wärmetauscher und die Aufbereitung von Warmwasser. Aber auch für die Kühlung, zum Beispiel für die Betreibung moderner Klimaanlagen, finden Sonnenkollektoren immer häufiger Verwendung. Der Vorteil einer solchen Klimaanlage ist die gleichzeitige Nutzungsmöglichkeit als Raumkühler im Sommer und als Heizung im Winter. Insbesondere im Mittelmeerraum, wo auch im Winter immer noch genügend Sonnenenergie zur Nutzung verfügbar ist, werden solche Anlagen immer beliebter.

Dabei gibt es zwei Arten dieser umweltfreundlicheren Klimaanlagen. Zum einen die elektrisch betriebene Klimaanlage, bei welcher der, zur Betreibung der Anlage benötigte, Strom mit Hilfe der Sonnenkollektoren gewonnen wird. Hierbei muss allerdings die Wärmeenergie erst in Strom umgewandelt werden. Zum anderen gibt es mittlerweile Verfahren, bei welchen die, durch die Sonnenkollektoren gewonnene Wärme direkt, ohne Umwandlung in Strom, zu Kühlung verwendet wird. Allerdings sind die Anlagen, bei welchen die Sonnenenergie in Strom umgewandelt wird, beliebter, da die Technik für die direkte Kühlung mit der Wärmeenergie noch nicht ausgereift ist und diese Anlagen einige Nachteile aufweisen.

Der Platzbedarf dieser Solaranlagen ist höher und sie müssen zusätzlich mit Strom aus dem öffentlichen Netz versorgt werden, wodurch zusätzliche Kosten und eine erhebliche Umweltbelastung entstehen, da dieser Strom meist nicht umweltfreundlich gewonnen wird. Die Anschaffung von Sonnenkollektoren wird in Deutschland mit Programmen zur Förderung erneuerbarer Energien gefördert.

Solarthermische Solaranlagen können im Kleinen zur Warmwasserbereitung und Heizungsunterstützung eingesetzt werden. Leider sind bei der Solarthermie im Gegensatz zu Strom bzw Photovoltaik kaum brauchbare Rechner im Internet zu finden, so dass sowohl die Kosten als auch die Erträge von Solarthermie Anlagen schwerer zu prognostizieren sind.

Hinweis zu Bildrechten: Prinzip einer Solarthermieanlage – ©guukaa – Fotolia.com