Solarenergie

Die Sonne stellt Energie im Überfluss zur Verfügung. Jeder Quadratmeter der Sonne strahlt stündlich den Energiegehalt von 6.300 Litern Heizöl ab. Und die Sonne ist riesig groß. Trotz der großen Distanz von 150 Millionen Kilometern entspricht eine Stunde Sonneneinstrahlung auf den Erdball dem jährlichen  Energieverbrauch der gesamten Menschheit.

 

 

Ein Teil der Strahlung erwärmt die Erdatmosphäre und reguliert die mittlere Temperatur auf recht  komfortable 15° C. Am Erdboden betragt die Strahlungsleistung der Sonne immerhin noch maximal 1.000 Watt pro Quadratmeter egal, ob in der Sahara oder in Deutschland. In Deutschland trifft so jährlich auf jeden Quadratmeter eine Energiemenge, die 100 Litern Heizöl entspricht. Ein Baugrundstück mit 1000 Quadratmetern ist insofern eine potentielle Ölquelle, mit einer Ergiebigkeit von 100.000 Litern jährlich.

Die Strahlung der Sonne trifft mit einer Intensität von etwa 1.340 W/m2 auf die Atmosphäre der Erde. Auf dem Weg durch die atmosphärische Hülle unseres Planeten verliert die Sonnenstrahlung durch Reflexion und Absorption an Intensität. Bei wolkenlosem Himmel verringert sich durch atmosphärischen Einfluss die Strahlungsleistung auf ca. 1.000 W/m2 und kann an einem trüben Wintertag sogar auf nur noch 50 W/m2 sinken.

Werden in wolkenarmen, südlichen Regionen wie der Sahara pro Jahr 2.200 kWh/m2  an Energie eingestrahlt, so stehen in Deutschland je nach Standort ca. 900- 1.200 kWh pro m2  und Jahr zur Verfügung. Auch dies  ist noch ein beachtliches Energiepotential: 1.000 kWh entsprechen rechnerisch immerhin dem Energiewert von 100 l Heizöl.

Globalstrahlung nennt man die solare Strahlung, die letztlich auf der Erdoberfläche messbar ist. Sie setzt sich zusammen aus der an Wolken oder Dunst gestreuten diffusen Strahlung und der direkten Solarstrahlung, die ohne Ablenkung die Atmosphäre passiert. Direkte Strahlung lässt sich mit Spiegeln und Linsen bündeln und so für Prozesse mit hohen  Temperaturen wie in Dampfturbinen zur Stromgewinnung einsetzen. Diffuse Strahlung hingegen kommt aus dem gesamten Himmelsbereich und lässt sich daher nicht optisch fokussieren (bündeln).

 

Das Strahlungsangebot der Sonne hängt aber auch vom Einstrahlwinkel der Sonne ab. Bedingt durch die Schrägstellung der Erdachse zur Umlaufbahn der Erde treten abhängig von der Jahreszeit unterschiedliche Sonnenhöchststände auf. An Wintertagen erreicht weniger Sonnenenergie die nördliche Halbkugel als im Sommer, da die Tage kürzer sind und die Sonne niedriger am Himmel steht. Der Sonnenverlauf ist im Bild rechts schön zu sehen.

Um ein Maximum an direkter Strahlung nutzbar zu machen, sind Systeme nötig, die dem Verlauf der Sonne nachgeführt werden. Da der Anteil der diffusen Strahlung in unseren Breiten im Jahresmittel ca. 50% der Globalstrahlung ausmacht und nachführende Systeme aufwendig und teuer sind, finden bei uns nur Anlagen Anwendung, die Globalstrahlung nutzen.

 

 

 

In Deutschland erzielt eine solare Nutzfläche optimale Energiegewinne durch 30 Grad Neigung und Südausrichtung. Abweichungen davon mindern die Erträge nur gering! Ein Südwest- oder Südostdach mit einer Neigung von 50 Grad braucht als Ausgleich nur 10% mehr Solarfläche. Somit lässt sich fast jede Dachfläche sinnvoll nutzen.

 

 

 

 

 

 

 

Cookies erleichtern die Bereitstellung unserer Dienste. Mit der Nutzung unserer Dienste erklären Sie sich damit einverstanden, dass wir Cookies verwenden.
Weitere Informationen Ok Ablehnen