5 Wege, Sonnenenergie zu nutzen

Um die Energieversorgung zukünftig sichern zu können, benötigt es Alternativen zu Heizöl und Erdgas. Das ist wohl den meisten klar. Dabei spielt neben nachwachsenden Rohstoffen wie Holz auch Umweltenergie eine tragende Rolle. Ein ganz besonders großes Energiereservoir bildet die Sonne. Nachstehend finden Sie fünf Wege, die Sonnenenergie zu nutzen. Dabei sind die Möglichkeiten vielfältig und gehen weit über die Solarthermie und Photovoltaik-Anlage hinaus. 

Nutzung der Sonnenenergie: Die Sonne für sich arbeiten lassen

Die Strahlung, die von der Sonne auf die Erde trifft, ermöglicht nicht nur das Leben auf eben derselben. Die Sonne ist auch eine nahezu unerschöpfliche Energiequelle. Sie ist ein gigantisches Kraftwerk, dass zwar nicht bis alle Ewigkeit arbeiten wird, aber noch viele Milliarden Jahre. Nach Schätzungen der Experten kann die Sonne täglich den weltweiten Energiebedarf von acht Jahren decken. Die Frage ist nur, wie dies nutzbar gemacht werden kann.

Grundsätzlich gibt es sowohl eine indirekte als auch eine direkte Nutzbarmachung. Denn auch alle anderen bekannten Energieträger stehen im Zusammenhang mit der Sonne. Kohle, Erdgas und Erdöl haben einen pflanzlichen beziehungsweise tierischen Ursprung. Denn sie sind durch Druck und sehr viel Zeit zu den uns bekannten fossilen Brennstoffen geworden. Die Sonne ermöglicht die biologische Existenz im oberflächennahen Bereich. Organismen sind abhängig von der Sonne, egal, ob sie sich rein pflanzlich, gemischt oder tierisch ernähren. Somit steckt auch in der Biomasse, also im Holz, jede Menge Sonnenenergie sowie auch in jedem Lebewesen, einschließlich des Menschen. 

In der Topliste vom Julie stellen wir 5 Wege vor, die Sonnenenergie zu nutzen.

Zwei der bekanntesten Wege, Sonnenenergie zu nutzen

Die Heizwärme macht gut zwei Drittel des Energiebedarfs in einem Haushalt aus. Inklusive der Warmwasserbereitung beträgt der Anteil dabei rund 85 Prozent. Doch auch der Stromverbrauch ist beachtlich und sinkende Zahlen sind bislang nicht absehbar. Umso wichtiger ist es, thermische und elektrische Energie mithilfe der Sonneneinstrahlung zu gewinnen. Zentral sind dabei zwei Wege: Solarthermie und Photovoltaik

Mit einer Solarthermie-Anlage Sonnenenergie nutzen

Wer kennt es im Sommer nicht? Schwarze Kleidung zieht die Sonne geradezu an. Dieses Prinzip machen sich die Kollektoren einer Solarthermie-Anlage zunutze. Denn die wichtigsten Bestandteile sind der sogenannte Absorber und ein Wärmeträgermedium. Der Absorber ist dabei Kern der Anlage, denn er nimmt die Strahlungsenergie der Sonne auf und wandelt sie in Wärme um. Das Medium, meist ein Gemisch aus Wasser und Frostschutzmittel, welches die Röhren durchfließt, transportiert die thermische Energie zum Speicher. Auf diese Weise können Hausbesitzer je nach Bedarf die Sonnenenergie nutzen. 

Mit Photovoltaik Sonnenenergie nutzen

Wesentlicher Unterschied zur Solarthermie-Anlage besteht darin, dass hier keine Kollektoren die Sonnenstrahlung aufnehmen, sondern Solarzellen. Sie setzen die solare Energie nicht in Wärme, sondern in elektrische Energie um. In der Regel bestehen die Solarzellen aus Silizium. Die Photonen aus der Sonnenstrahlung treffen, vereinfacht gesagt, auf die Siliziumatome. Das führt zu sogenannten freien Ladungsträgern, den Elektronen. Dadurch entsteht wiederum eine elektrische Spannung in der Solarzelle. 

Im Übrigen kann eine sogenannte Solarfassade sowohl mit Photovoltaik-Modulen ausgestattet sein als auch mit Elementen der Solarthermie. 

Drei andere Wege Solaranlage zu nutzen

Nicht nur Holz ist eine indirekte Möglichkeit, Sonnenenergie zu nutzen, auch bei der Windenergie und der Wasserkraft profitiert man von der Sonneneinstrahlung. Ein Beispiel ist die Energie von Windströmungen. Im Folgenden finden Sie drei weitere Wege, Sonnenenergie zu nutzen.   

Sonnenwärmekraftwerke

Diese solarthermischen Anlagen zeichnen sich vor allem dadurch aus, dass die Sonnenstrahlen durch zahlreiche Spiegel gebündelt auf den Absorber treffen. Diese wandeln die Sonnenenergie in Wärme. Über eine Dampfturbine wird diese zu mechanischer Energie und schließlich mittels eines Generators zu elektrischer Energie. Häufigste Form ist das sogenannte Parabolrinnenkraftwerk. Ein anderer Weg sind die Solarturmkraftwerke. Hier gibt es nur einen zentralen Absorber, der von hunderten Spiegeln bestrahlt wird. Hier entstehen Temperaturen von bis zu 1000 Grad Celsius.

Aufwindkraftwerk

Eine andere Art der solarthermischen Anlage ist das sogenannte Aufwindkraftwerk. Dabei geht es nicht darum, die Sonnenstrahlung zu bündeln. Die Sonnenenergie zu nutzen, heißt in diesem Falle, sich den Treibhauseffekt zunutze zu machen. Denn mittels eines großen Glasdaches oder einer großflächig ausgelegten Folie wird die sich darunter befindliche Luft erwärmt. Warme Luft steigt auf und wird in einem solchen Kraftwerk via Kamin gebündelt. Diese Luftsäule hat eine geringere Dichte als die Außenluft. Es kommt zu einem Aufwind oder Auftrieb, der Turbinen am Eingang des Kamins in Gang setzt. Über Generatoren wird die mechanische wiederum in elektrische Energie umgewandelt werden. 

Solarkocher und Solarballon

Nach ähnlichen Prinzipien arbeiten die sogenannten Solarkocher und -ballons; bloß im kleineren Maße. Die Ballons bestehen aus einer dunklen Hülle. Die einfachste Bauform ist ein schlauchförmiger Solarballon. Allen Formen ist gemein, dass die dunkle Hülle einen Teil der Sonnenenergie absorbiert und an die Luft im Inneren abgibt. Die Luft erwärmt sich und wie beim Aufwindkraftwerk kommt es nun aufgrund der Druckdifferenz zwischen innen und außen zum Auftrieb. Um Sonnenenergie zu nutzen, kann auch ein sogenannter Solarkocher zum Einsatz kommen. Kern, dessen ist ein Parabolspiegel, der die Sonnenstrahlen bündelt. Im Brennpunktbereich gibt es einen schwarzen Behälter, der als Absorber dient. Es kommt zu einer starken Erhitzung. Aufgrund seiner einfachen Bauweise gibt es unterschiedliche Einsatzgebiete. So kann ein Solarkocher nicht nur zum Erhitzen von Wasser oder Speisen genutzt werden. Er wird auch in Färbereien oder bei der Seifenherstellung verwendet.

Passive Nutzung von Solarenergie

Die Sonnenenergie kann aber auch ganz ohne Hilfsmittel genutzt werden – nämlich nur über die Gebäudehülle. In einem solchen Fall ist von der sogenannten passiven Solarenergienutzung die Rede. Dabei geht die Sonnenstrahlung über die Fenster ins Innere des Gebäudes. Die Bauelemente erwärmen sich und geben ähnlich wie beim Prinzip der Infrarotheizung die Wärme gleichmäßig über einen längeren Zeitraum an die Umgebung ab.

Folgende Faktoren spielen hierbei eine zentrale Rolle:

  • eine lange Sonnenscheindauer
  • im besten Falle eine Südausrichtung der Verglasung
  • die Fensterfläche
  • die Lichtdurchlässigkeit (der sogenannte g-Wert)
  • bestenfalls Verschattungsfreiheit
  • Speicher- und Absorptionsfähigkeit der Bauteile

heizung.de Redakteurin Jeannette Kunde

Fazit von Jeannette Kunde

Die Möglichkeiten Sonnenenergie zu nutzen, sind vielfältig. Die unterschiedlichen Nutzungsweisen ziehen auch ganz klar verschiedene Vor- und Nachteile nach sich. Zudem sind diese von der Qualität der Standorte abhängig. Denn die Verfügbarkeit von Sonnenenergie unterliegt Schwankungen und das meint nicht nur den Rhythmus Tag-Nacht. Auch das Wetter und die Jahreszeiten sind hier als Einflussfaktoren zu nennen. Zudem sind große Flächen ein wichtiger Aspekt, um Sonnenenergie richtig für sich nutzbar machen zu können. 

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