Die Sonne liefert uns täglich ein enormes Energiepotential, das in Spanien den Primärenergieverbrauch um ein Vielfaches übersteigt. Diese Energiequelle ist praktisch unerschöpflich und steht uns auch in den nächsten Jahrmillionen zur Verfügung. Fossile Brennstoffe wie Kohle, Erdgas oder Erdöl sind dagegen nur begrenzt vorhanden und die Gewinnung dieser Rohstoffe, sowie ihr Verbrauch verursachen erhebliche Umweltverschmutzung. Die Sonne könnte zweifellos die Energie der Zukunft darstellen, nachhaltig und sauber.

In Deutschland beträgt die Jahressumme der solaren Globalstrahlung rund 1.000 kWh/m². Mit einer durchschnittlichen Anlagengüte lässt sich damit recht einfach der jährliche Ertrag einer Solaranlage abschätzen. In Spanien reichen die Jahressummen von unter 1.300 kWh/m² im Norden bis über 1.800 kWh/m² im Süden. Es geht also darum, das vorhandene Potential zu nutzen!

Wie funktioniert eine thermische Solaranlage?

Die Strahlung der Sonne kann in Strom und in Wärme umgewandelt werden. Anlagen, die Wärme erzeugen heißen thermische Solaranlagen. Sie bestehen im Prinzip aus
dem Kollektorfeld
dem/den Wärmespeicher(n)
dem Solarkreis (geschlossener Rohrkreis zwischen Kollektoren und Speicher)
und der Regelung

Sonnenkollektoren absorbieren solare Strahlung, wandeln sie in Wärme um und geben die Wärme an ein Wärmeträgermedium ab. Dieses wird über ein Rohrsystem zu dem Solarspeicher gepumpt, erwärmt dort das Wasser im Speicher und strömt abgekühlt zu den Kollektoren zurück. Solange nutzbare Wärme in den Kollektoren zur Verfügung steht, hält der Regler die Pumpe in Betrieb. Im Winter kann die fehlende Wärme über ein alternatives Heizsystem nachgeführt werden.
Diese Anlagen können verhältnismäßig einfach in vorhandene Warmwassersysteme eingebunden werden.

Prinzip und Komponenten der Solarthermie:
Sonnenkollektor (1)
Wandelt Solarstrahlung in Wärme um und gibt die Wärmeenergie an die frostsichere Solarflüssigkeit ab. Der Kollektor liefert nicht nur bei strahlendem Sonnenschein Wärme. Auch diffuse Strahlung bei bewölktem Himmel genügt meist, um hohe Absorbertemperaturen zu erreichen

Pumpstation (2)
Transportiert die Wärmeenergie vom Kollektor in den Solarspeicher.

Ausdehnungsgefäß (3)
Bevorratet Solarflüssigkeit, gleicht Druckschwankungen des Systems aus.

Solarregelung (4)
Schaltet die Umwelzpumpe der Pumpstation ein, wenn die Kollektortemperatur höher ist als die gewünschte Wassertemperatur im Solarspeicher.

Heizkessel (5)
Sollte die Solaranlage einmal nicht ausreichen, so schaltet der Heizkessel-Thermostat den Heizkessel ein. Dieser erwärmt dann das Wasser im oberen Drittel des Solarspeichers auf Wunschtemperatur.

entnommen der Interseite:http://www.sunny-solartechnik.de

Warmwasserbedarf und Sonneneinstrahlung

Für die Nutzung der Sonnenenergie zur Warmwasserbereitung ergeben sich günstige Voraussetzungen, da der Warmwasserbedarf eines Haushaltes über das Jahr annähernd konstant ist. Es besteht dadurch eine größere Übereinstimmung zwischen Energiebedarf und solarem Energieangebot als bei der Nutzung einer Raumheizung (im Winter bei geringster Sonneneinstrahlung= höchster Energiebedarf für die Heizung). Mit einer richtig dimensionierten Anlage kann man jedoch jährlich 50 % bis 100 % des Warmwasserbedarfs mit Sonnenenergie decken. Üblicherweise wird die Anlage zur thermischen Energieversorgung so dimensioniert, dass eine Versorgung in den Wintermonaten zu 80 % gewährleistet ist. Im Sommer kann meistens der gesamte Bedarf an Warmwasser über die Solaranlage bereitgestellt werden. Die Voraussetzung für die richtige Dimensionierung der Solaranlage ist eine möglichst genaue Kenntnis des Warmwasserverbrauchs. Man sollte auch Möglichkeiten zur Senkung des Bedarfs bedenken. Bei diesen Fragen ist die Beratung durch einen Fachmann zu empfehlen. Als Anhaltspunkt bei der Dimensionierung einer kleinen Solaranlage ergibt sich bei einem mittleren Wasserverbrauch von 100 Litern pro Tag (bei 45°C) eine Kollektorfläche von 1,2 m² bis 1,5 m² pro Person.

Wenn die Warmwasseraufbereitung zusätzlich für die Heizung genutzt werden soll, muss die Anlage größer dimensioniert werden. Fast immer benötigt man dann ein konventionelles, unterstützendes Heizsystem, welches gewährleistet, daß auch dann ausreichend warmes Wasser zur Verfügung steht, wenn die Solaranlage keine oder zu wenig Nutzenergie liefert. In Spanien wird der Einbau von Bodenheizungen empfohlen.

Fotovoltaikanlagen

In Solarzellen (photovoltaisch) wird die Energie des Sonnenlichtes direkt in elektrischen Strom verwandelt. Wenn Licht auf eine Solarzelle (meist aus Silizium) trifft, werden dort positive und negative Ladungsträger freigesetzt und so Gleichstrom erzeugt, der direkt Motoren antreiben, Akkus aufladen oder Glühbirnen zum Leuchten bringen kann.

Aufbau einer Photovoltaikanlage:
Eine Photovoltaik-Anlage besteht aus mehreren Photovoltaik-Modulen (Solarmodulen), die Sonnenlicht in Gleichstrom umwandeln. Meist wird dieser Gleichstrom in üblichen 230-Volt Wechselstrom umgeformt.Ein Photovoltaik-Modul wiederum besteht aus einzelnen Solarzellen (meist 36 oder 72 Zellen aus kristallinem Silizium). Diese bestehen aus unterschiedlich dotierten Halbleitermaterialien, die die Eigenschaft haben, direkt aus dem Sonnenlicht Elektrizität zu erzeugen. Diese Eigenschaft basiert auf dem photovoltaischen Effekt. Daher wird diese Technik Photovoltaik genannt.

Typen von Photovoltaikanlagen

Inselanlagen:
Sogenannte Inselsysteme (einzeln stehende Häuser, Campingbus, Segelboot usw.) brauchen nicht unbedingt einen Wechselrichter zur Umwandlung in Netz-Wechselstrom (230V/50Hz), da sie an kein Netz gekoppelt sind. Deshalb kann eine einfache PV-Anlage Gleichstromverbraucher wie z.B. Radio, Fernseher, Beleuchtung, usw., direkt ohne Umwandlung betreiben. Nachts oder an trüben Tagen kann mittels Akkumulatoren die gespeicherte Sonnenenergie verwendet werden. Noch einfachere PV-Anlagen (z. B. Springbrunnen) benötigen keine Batterie und funktionieren in Abhängigkeit der Sonneneinstrahlung. Ist sie hoch, entspricht dies einem hohen Wasserstrahl, sinkt sie, wird der Wasserstrahl niedriger.

Kalkulation des Stromverbrauches

Eine erste, einfache Abschätzung ist des eigenen Energieverbrauches und der benötigten Solaranlagen mit Hilfe folgender Überlegungen möglich:

Wie hoch ist der eigene Energieverbrauch? Ein 1-Personen- Haushalt verbraucht durchschnittlich zwischen 700 und 1400 kWh/a, ein 4-Personen-Haushalt ca 4000 kWh/a. Will man seinen Energiebedarf durch Solaranlagen decken ist bei der Kalkulation zu bedenken, dass das Angebot an solarer Energie in den Wintermonaten geringer ist, als im Sommer, der Energieverbrauch jedoch i.d.R. höher. Als Ausgangswerte sollten also der Verbrauch und die Höhe der Stromproduktion im Winter gelten. Weiterhin stellt sich die Frage, ob man bereit ist, mit der solar erzeugten Energie zu haushalten, im Winter beispielsweise den Kühlschrank abzuschalten oder ob eine ganzjährige Versorgung notwendig ist.