Solarenergie - so funktioniert's

Die Technologien zur Umwandlung von Solarenergie in Strom und Wärme können in drei Hauptgruppen unterteilt werden: Solarzellen, Solarthermieanlagen und solarthermische Kollektoren.

Solarzellen wandeln Solarenergie in Strom um

Eine Solarzelle oder sogenannte Photovoltaikzelle (PV-Zelle) wandelt durch Verwendung des photovoltaischen Effekts Sonnenenergie in Elektrizität um. Durch die Beleuchtung der Vorderseite der Solarzelle entsteht eine elektrische Spannung zwischen der Vorder- und Rückseite der Zelle. Die einzelnen Zellen produzieren eine niedrige Spannung von etwa 0,5 V. Solarzellen werden daher häufig in Reihe geschaltet, was als Solarpaneele oder -module bezeichnet wird. Die Spannung wird somit auf einen für die Stromerzeugung angemessenen Pegel erhöht. Solarzellen finden Anwendung sowohl in kleineren Energiesystemen, beispielsweise für Privathaushalte, als auch in großen Anlagen wie dem Solarpark „Parc Cynog“, den Vattenfall in Großbritannien gebaut hat und betreibt. 

Solarthermieanlagen erzeugen Strom aus Wärme

In Solarthermieanlagen wird Wärme zur Stromerzeugung genutzt. Im Gegensatz zur Solarzelle kann mit dieser Technologie ein größerer Energiegehalt des Sonnenlichts nutzbar gemacht werden. Verfahrenstechnisch wird das Sonnenlicht auf einen bestimmten Punkt konzentriert, um maximale Hitze zu erzielen. Durch die Einstrahlung verdunstet Wasser oder Öl wird erhitzt. Dies setzt einen Wärmezyklus mit einer Turbine in Gang, die Strom erzeugt. Die gängigste Anwendung in diesem Bereich sind heute Parabolreflektoren, die seit Ende der 1980er Jahre auf dem Markt sind. Diese Technologie funktioniert nur an sehr heißen und sonnigen Orten wie in Wüsten oder im Süden Spaniens.

Solarthermische Kollektoren wandeln Solarenergie in Wärme um

Solarzellen werden manchmal mit solarthermischen Kollektoren verwechselt. Im Gegensatz zu Solarzellen nehmen solarthermische Kollektoren das Sonnenlicht jedoch auf und wandeln die Energie in Wärme um. Die Wärme wird dann mittels einer Flüssigkeit oder eines Gases in einen wasserbefüllten Tanker übertragen. Das erhitzte Wasser im Tanker wird im Weiteren entweder direkt oder über einen Wärmeaustauscher in das Heizsystem von Gebäuden geleitet. Solarthermische Kollektoren kommen auch bei der thermischen Kühlung zum Einsatz.

In den Niederlanden betreibt Vattenfall einen großtechnischen thermischen Kollektor, der 2.700 Haushalte mit genug warmem Wasser für eine Million Duschen versorgt.