Solarkollektoren und Photovoltaikanlagen

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Die bekannteste Anwendung der aus Sonnenenergie gewonnenen Hitze ist die Warmwasserbereitung im Haushalt. Bei geeigneter Auslegung von Kollektorfläche und Speichervolumen reicht sie in Mitteleuropa während des gesamten Sommerhalbjahres zum Waschen und Baden. Setzt man einen Saisonwärmespeicher ein, ist es sogar möglich, im Sommerhalbjahr so viel Wärme zu speichern, dass ein Niedrigenergiehaus während normaler Winter komplett ohne fossile Zusatzheizung auskommt. Derartige Saisonwärmespeicher bestehen im einfachsten Fall aus einer ausreichend großen Menge Wasser oder Kies (ca. 20 Tonnen), die in der Mitte des Hauses oder darunter untergebracht sind. Die ersten großflächigen Anwendungen waren seit der Energiekrise der 1970er-Jahre die Beheizung von öffentlichen und zunehmend auch privaten Schwimmbädern. Auch Industriebetriebe nutzen die Sonnenenergie seit langem als Beitrag zur Prozessenergie, wobei zumindest eine Vorwärmung der Wärmeträger möglich ist. Auch das Anwärmen von Biomassekulturen - etwa zur Erzeugung von Biogas ist längst zur Marktreife gediehen. Etwas anspruchsvoller ist in der Haustechnik die solare Beheizung oder die Kühlung. Beim sog. Energiehaus ist eine fast vollständige Übernahme der Heizung durch die Sonnenstrahlung möglich. Bei Standardheizungen kann sie im Jahresschnitt bis zu einigen Zehnerprozenten zur Heizenergie beitragen und daher die Heizkosten merklich senken. Eine Amortisation der Solaranlage ist je nach Auslegung und Nutzerverhalten in 10 bis 20 Jahren zu erwarten. Die Lebensdauer eines Sonnenkollektors ist deutlich länger. Um auch an bewölkten und regnerischen Tagen genügend Warmwasser sicherzustellen, ist in der Thermischen Solaranlage meist ein Wärmespeicher eingebaut, der für Haushalte - je nach Familiengröße - von etwa 300 bis 1000 Liter Wasserfüllung reicht. Übliche Marktgeräte heizen die untere Hälfte, deren Konvektion bei ausreichendem Sonnenschein dann den ganzen Boiler erwärmt. Bei bedecktem Wetter ist eine Zusatzheizung mit Strom oder dem Heizkessel üblich. Von den thermischen Sonnenkollektoren zu unterscheiden sind die Solarzellen bzw. Solarmodule, die Sonnenenergie in elektrische Energie umwandeln (Photovoltaik).

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