Solarenergie und Warmwasseraufbereitung

Der Begriff Solar leitet sich vom lateinischen Wort Sol (Sonne) ab. Die Energie, welche die Sonne durch Kernfusion erzeugt, kann man auf der Erde sowohl zur Stromgewinnung, als auch zur Warmwasseraufbereitung verwenden. Dies hat vor allem den Vorteil, dass man für die Erzeugung von Wärme und Strom keine fossilen Brennstoffe wie Öl oder Gas benötigt. Da die nicht-regenerativen Energieträger im Gegensatz zur Sonne immer weniger verfügbar sind, kommt der Sonnenenergie beziehungsweise der dazugehörigen Solar-Technik zukünftig eine größere Bedeutung zu.
Um die Sonnenenergie in tatsächlich nutzbare Energie umzuwandeln sind spezielle Anlagen nötig. Generell muss man innerhalb der Solar-Technik zwei verschiedene Bautypen bzw. Funktionsweisen von einander unterscheiden. Auf der einen Seite gibt es nämlich Solaranlagen, die thermische Energie produzieren und auf der anderen Seite welche, die ausschließlich die Solarenergie in elektrische Energie (Gleichstrom) umwandeln. Beide Geräteformen dürfen daher nicht miteinander verwechselt werden. Wenn man beispielsweise eine Solaranlage auf dem Hausdach zur Warmwasseraufbereitung beziehungsweise als Heizung installieren möchte, muss der Hausbesitzer eine thermische Solaranlage kaufen.

Für die Warmwasseraufbereitung sind spezielle thermische Solaranlagen notwendig, die man mittlerweile auf zahlreichen Dächern und Gebäuden sieht. Der Fachbegriff für diese Art der Energiegewinnung lautet Solarthermie. Das Funktionsprinzip einer solchen thermischen Solaranlage ist relativ einfach. Die Anlagen bestehen nämlich in der Regel aus Solarkollektoren, einem Wärmespeicher und dem Solarkreislauf. Dieser sorgt dafür, dass die im Kollektor erzeugte Wärme auch in den Speicher gelangt. Der Wärmespeicher „lagert“ die Wärme zwischen, so dass der Energiekreislauf auch in der Nacht oder bei schlechtem Wetter aufrecht erhalten werden kann. Die Sonnenstrahlen treffen zunächst auf die Kollektoren. Der Solarabsorber wandelt die Solarenergie in Wärme um. Diese erwärmt wiederum eine Flüssigkeit (meistens Wasser und Frostschutzmittel), die durch ein Rohrsystem unterhalb der Kollektoren geführt wird. Der Wirkungsgrad bei der Solarthermie ist im Gegensatz zu anderen Energieträgern mit 60 Prozent bis 70 Prozent sehr hoch.
Mittlerweile gibt es verschiedene Kollektorarten, die sich vor allem in der Bauweise unterscheiden. Sogenannte Flachkollektoren sind, wie der Name es schon andeutet, flach angeordnet. Dadurch, dass es keinerlei Krümmung gibt, kann die Sonne frontal auf die Kollektoren scheinen. Sie sind außerdem mit Luft gefüllt. Im Gegensatz dazu agieren die Vakuumröhrenkollektoren nach dem Prinzip einer Isolierkanne. Das bedeutet, dass die Kollektoren aus runden Glasrohren bestehen, in denen ein Vakuum herrscht. Der Absorber befindet sich im Glasrohr. Ein weiterer Unterschied zwischen den Vakuumröhren- und den Flachkollektoren besteht darin, dass letztere weitaus günstiger sind. Dafür können die Vakuumröhren eine größere Hitze erzeugen.
Natürlich ist die Installation einer Solaranlage zur Warmwasseraufbereitung auch mit Kosten verbunden. Durch das Erneuerbare Energien Gesetz können Betreiber aber auf günstige Kredite und andere Fördermöglichkeiten zurückgreifen. Eine gute Übersicht über die Förderinstrumente für die unterschiedlichen Solar-Techniken beziehungsweise -Anlagen bietet die von Bundesumweltministerium betriebene Internetseite www.erneuerbare-energien.de.

Soll hingegen elektrische Energie erzeugt werden, braucht man sogenannte Solarzellen. Der Fachbegriff für diese Art der Energiegewinnung lautet Photovoltaik. Eine solche Solaranlage besteht aus vielen einzelnen Solarzellen, die aus dem Halbmetall Silizium hergestellt werden. Silizium ist nach Sauerstoff dasjenige Element, welches auf der Erde am zweithäufigsten vorkommt (15%). Wenn Sonnenstrahlen auf die Solarzellen treffen, findet innerhalb dieser der sogenannte photoelektrische Effekt statt. Dadurch entsteht ein elektrischer Gleichstrom, der mittels eines Wechsels noch in Wechselstrom umgewandelt werden muss. Im Gegensatz zu den thermischen Anlagen, findet man die Photovoltaikanlagen nur sehr selten auf Hausdächern. Diese stehen überwiegend in sogenannten Photovoltaikparks.