Solarthermie nutzt die von der Sonne abgegebene Wärme und kann in verschiedenen Bereichen des Lebens eingesetzt werden, darunter im Wohn-, Gewerbe- und Industriebereich. Doch das ist noch nicht alles. Solarthermie funktioniert nach einem Prinzip, das verschiedene Vorteile bietet. Wie funktioniert Solarthermie? Lesen Sie den Artikel, um mehr über die Anwendungsmöglichkeiten und weitere relevante Fakten zu erfahren.
Was ist das Prinzip der Solarthermie?
Obwohl die Grundlagen der Solarthermie relativ einfach sind, erfordert die Entwicklung eines Systems, das Sonnenenergie effizient absorbiert und in Warmwasser umwandelt, modernste Technologie. Der erste Schritt in diesem Prozess, der Sonnenenergie in eine nutzbare Ressource umwandelt, ist die Installation von Solarkollektoren.
Solarthermische Warmwassersysteme für Privathaushalte funktionieren durch die Einstrahlung von Sonnenstrahlung durch Kollektoren auf dem Dach. Die Flüssigkeit wird durch einen geschlossenen Kreislauf, durch die Kollektoren und in eine Spule in einem speziell angefertigten Warmwasserspeicher gepumpt und erwärmt sich durch diese Energie. Anschließend wird das Warmwasser im Behälter aufbewahrt, bis es benötigt wird. Nachdem Sie das Prinzip der Solarthermie verstanden haben, erfahren Sie nun, wie sie funktioniert.
Wie funktioniert Solarthermie?
Wie funktioniert Solarthermie? Das Grundprinzip der Solarthermie besteht darin, Sonnenenergie zur Erzeugung von Wärme zu nutzen, die dann in Form von Warmwasser und Raumwärme an die Heizungsanlage Ihres Hauses oder Unternehmens übertragen wird.
In Verbindung mit einem Heizkessel, Kollektor oder Tauchsieder dienen auf dem Dach montierte Solarkollektoren als primäre Wärmequelle . Eine Wärmeträgerflüssigkeit, typischerweise ein Gemisch aus Wasser und Glykol (Frostschutzmittel), das das Einfrieren des Wassers verhindert, wird vom Solarkollektor mithilfe der Sonnenstrahlen erwärmt. Pumpen befördern das warme Wasser von den Kollektoren zu einem Wärmetauscher im Warmwasserspeicher. Das Wasser im Speicher wird dann durch die Wärme des Wärmetauschers erwärmt. Nachdem das Wasser seine Wärme abgegeben hat, fließt es zur erneuten Erwärmung zurück zu den Kollektoren. Sobald genügend Wärme vorhanden ist, sorgt eine Steuerung dafür, dass die Wärmeträgerflüssigkeit zum Kollektor fließt.
Was sind Solarthermie-Komponenten?
Die folgenden sind solarthermische Komponenten:
1. Kollektor
Der wichtigste Bestandteil einer Solarthermieanlage, der Kollektor, wird üblicherweise auf dem Dach des Gebäudes installiert. Der Kollektor besteht aus verstärkten Glasrohren mit einer speziellen Beschichtung, die die Sonnenstrahlung auffängt und später in Wärme umwandelt.
2. Isolierbehälter
Um Wärmeverluste zu vermeiden, werden die Rohrleitungen in einem isolierten Behälter eingeschlossen. Umweltfreundliches Frostschutzmittel ist Bestandteil der Wärmeträgerflüssigkeit, die durch die Rohrleitungen sowie durch den Kollektor und den Warmwasserspeicher zirkuliert.
3. Warmwasserbehälter
Es gibt zwei verschiedene Arten von Warmwasserspeichern . Der erste dient zum Erhitzen von Trinkwasser und besteht typischerweise aus einem Wärmetauscher und einem mit Wasser gefüllten Stahlzylinder. Der zweite ist ein Kombispeicher, der sowohl Warmwasser für die Heizungsanlage als auch Trinkwasser liefert. Um das Wasser für die verschiedenen Zwecke getrennt zu halten, verfügt dieser Kombispeicher über zwei kleinere Innentanks.
4. Wärmetauscher
Zusätzlich würden zwei Wärmetauscher an den Ofen und die Kollektoren angeschlossen. Der Kessel wäre an den oberen Wärmetauscher und die Solarthermieanlage an den unteren Wärmetauscher angeschlossen.
5. Solarthermischer Regler
Ein automatisierbarer Solarthermie-Regler steuert das gesamte System. Sobald die Temperatur im Kollektor einen bestimmten Wert über der Temperatur im Speicher erreicht , aktiviert der Regler die Pumpe und leitet die im Kollektor erwärmte Wärmeträgerflüssigkeit in den Warmwasserspeicher. Pro Person können bis zu 30 Gallonen (ca. 114 Liter) in einem Standard-Kollektorspeicher gespeichert werden. Doch nun zur Frage: Ist Solarthermie Wechsel- oder Gleichstrom?
Lesen Sie auch: Solarenergie vs. Geothermie: Was ist das Richtige für Sie?
Ist Solarthermie Wechselstrom oder Gleichstrom?
Ja, wird oft gefragt: Ist Solarthermie Wechselstrom oder Gleichstrom? Zu Ihrer Erleichterung, Gleichstrom Solarmodule erzeugen bei Sonneneinstrahlung Elektronenbewegungen, die Strom erzeugen. Der Strom ist direkt, da sich alle Elektronen in die gleiche Richtung bewegen.
Wie effektiv ist Solarthermie?
Wenn Sie immer noch Zweifel haben, wie Solarthermie funktioniert, lesen Sie weiter unten, wo es darum geht, wie effektiv Solarthermie ist. Solarthermie-Module sind in vielerlei Hinsicht effektiv:
- Photovoltaik ist weniger platzsparend als Solarthermie.
- Sie können bei der Aufnahme von Sonnenwärme bis zu 70 % effektiver sein als Photovoltaikanlagen.
- Die eigentliche Technik ist einfacher als bei Solar-PV.
- Sie sind die idealen Methoden zum Erwärmen von Wasser.
- Auch für Unternehmen sind sie sehr wertvoll.
Lesen Sie auch: Was ist konzentrierende Solarenergie (CSP)?
Was sind die Vorteile der Solarthermie?
Nachdem wir erfahren haben, wie effektiv Solarthermie ist, wollen wir uns auch die Vorteile der Solarthermie ansehen-
- Unbegrenzte Energie bei geringen Betriebskosten
- Keine Veröffentlichungen von CO2 während des Betriebs
- Kostenersparnis durch Warmwasserbereitung mit bis zu 60 % weniger Strom
- Geringere Nutzung fossiler Energie
- Viele aktuelle Geräte können Solarthermieanlagen integrieren.
- Moderne Geräte funktionieren das ganze Jahr über einwandfrei.
- Da ein Teil des Energiebudgets durch Solarenergie erzeugt wird, besteht ein geringeres Risiko von Preisänderungen auf den Märkten für Energierohstoffe.
Siehe auch: 5 Vorteile von Solaranlagen auf dem Dach
Was sind Solarthermie-Anwendungen?
Nachdem Sie nun die Funktionsweise der Solarthermie kennengelernt haben, beginnen wir mit den Anwendungen. Solarthermie erzeugt Wärme durch Nutzung der Sonnenenergie. Diese Technologie ist sowohl in der Industrie als auch im Wohn- und Gewerbebereich anwendbar. Hier ist eine Liste der Solarthermie-Anwendungen:
1. Stromerzeugung
Eine Art von Wärmekraftwerk zur Energieerzeugung ist die konzentrierte Solaranlage . Konzentratoren nutzen Solarthermiekollektoren zur Wärmegewinnung.
2. Schwimmbadheizung
Die Beheizung eines Schwimmbeckens kann viel Strom verbrauchen . In manchen Ländern ist die Nutzung nicht erneuerbarer Ressourcen zur Beheizung sogar verboten. Mit energieeffizienten Poolheizungen lässt sich die Beheizung und Energieeffizienz Ihres Schwimmbeckens verbessern.
3. Solar-Fußbodenheizung
Eine Form der Solarheizung ist die solare Fußbodenheizung. Sie besteht aus einem elektrischen Widerstand , der an einem unter Fliesen oder anderen Bodenbelägen verlegten Gewebe angebracht ist. Solarthermische Systeme können Wasser erwärmen, um die Fußbodenheizung zu betreiben.
4. Produktion von Warmwasser
Das im Haushalt verwendete Wasser wird als Warmwasser bezeichnet . Für dieses Vorhaben muss das Wasser nicht extrem heiß sein. Daher können wir Wärmetauscher und Flachkollektoren nutzen, die sich schnell auf dem Dach erhitzen lassen. Glaszylinder sind aufgrund ihrer Form besser gegen den atmosphärischen Druck beständig.
5. Solarthermische Energie wird zur Kühlung, Kältetechnik und Klimatisierung genutzt
Die Absorptionskühltechnologie dieser Systeme nutzt Wärme aus bestimmten Stoffkombinationen. Sie basiert auf physikalisch-chemischen Wechselwirkungen zwischen einem Absorptionsmittel und einem Kältemittel. Thermische Energie, im Falle von Solarenergie heißes Wasser, aktiviert das System.
6. Solarenergie als Energiequelle in der Landwirtschaft
Solarenergie ist eine wichtige Energiequelle für die landwirtschaftliche Produktion und Verarbeitung, insbesondere zum Trocknen, Heizen und Kühlen.
7. Solarwärme für industrielle Prozesse
Hohe Wärmebedürfnisse in industriellen Betrieben können durch solarthermische Anlagen gedeckt werden . In entwickelten Ländern kann die Solarthermie durch die Bereitstellung von Warmwasser und Dampf etwa die Hälfte dieses Energiebedarfs decken.
8. Effiziente thermische Entsalzung mit Solarenergie
Zahlreiche solare Meerwasserentsalzungsanlagen sind bereits in Betrieb. Mit dieser Option können Sie Betriebskosten und Treibhausgasemissionen senken.
Damit sind Sie am Ende dieses Blogs angekommen. Nachdem Sie diesen Blogbeitrag gelesen haben, sollten Sie alles Wichtige über Solarthermie gelernt haben. Jetzt wissen Sie, was Solarthermie ist und wie sie funktioniert.
Empfohlen: Leitfaden zum Vergleich von Solarmodulen: Jinko vs. Longi
