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Was ist eine konzentrierte Solarenergie?

Durch konzentrierte Sonnenenergie könnten in den nächsten 30 Jahren fast 20 Milliarden Tonnen Kohlendioxid vor der Freisetzung in die Atmosphäre geschützt werden.

Was ist eine konzentrierte Solarenergie?

Die Sonnenenergiekonzentration lenkt das Licht typischerweise in eine Ansammlung von Wärmeübertragungsflüssigkeit, normalerweise Wasser. Wenn sich das Wasser erwärmt, dehnt es sich aus und beginnt schließlich zu kochen. Dieser Dampf dreht eine Dampfturbine, um Elektrizität zu erzeugen.

Konzentrierte Solarkraftwerke sind Wärmekraftwerke, deren Energiequelle die Sonne anstelle von Kohle oder Erdgas ist. Crescent Dunes war das erste CSP-Kraftwerk (Concentrated Solar Power) mit einem Power Tower und fortschrittlicher Energiespeichertechnologie für geschmolzenes Salz.

Diese Art von Vorrichtung zur Umwandlung von Wärmeenergie in Elektrizität ist eine Wärmekraftmaschine. Die Menschen setzen seit Jahrhunderten Wärmekraftmaschinen ein und finden immer noch breite Anwendung bei der Energieerzeugung. Lesen Sie weiter, um zu erfahren, wie Sie Sonnenenergie konzentrieren und warum sie nützlich ist.

Das National Renewable Energy Laboratory ist ein Labor, das sich der Forschung, Entwicklung, Vermarktung und dem Einsatz von Technologien für erneuerbare Energien und Energieeffizienz widmet.

7 Fakten zur konzentrierten Solarenergie

Die CSP-Technologie ist eine Methode zum Sammeln von Sonnenenergie, die sich von der Funktionsweise normaler Solarmodule unterscheidet. 

Hier sind 7 interessante Fakten über konzentrierte Solarenergie.

1. Solarenergie kommt aus der Kernfusion

Wenn Atome wie in der Sonne sehr hohen Temperaturen und Drücken ausgesetzt sind, bewegen sie sich sehr schnell und kollidieren ständig miteinander. Wenn zwei Protonen kollidieren, bilden sie zusammen einen Deuteriumkern, der ein Proton und ein Neutron ist.

Das Deuterium verbindet sich mit einem anderen Proton zu einem Tritiumkern, der zwei Protonen und ein Neutron enthält. Zwei Tritiumkerne bilden dann zusammen einen Heliumkern und zwei weitere Protonen.

Da dies zwei weitere Protonen erzeugt, tragen sie zu mehr Wechselwirkungen bei, was zu einer Kettenreaktion führt.

Dieser Prozess wird als Kernfusion bezeichnet und setzt eine große Menge Energie frei, die die Sonne dann als Sonnenlicht freisetzt. Wir können dann das Licht hier auf der Erde sammeln, um es für unsere eigene Energie zu nutzen.

2. Konzentrierte Sonne hilft beim Klimawandel

Kohlendioxid ist das Ergebnis der Verbrennung fossiler Brennstoffe, auf die wir uns verlassen, um den größten Teil unseres Stroms zu erzeugen. Es ist aber auch ein Treibhausgas, das wahrscheinlich zum globalen Klimawandel beiträgt .

Normalerweise reflektiert die Erde etwas Wärme von der Sonne und sendet sie zurück in den Weltraum, aber eine Ansammlung von Treibhausgasen fängt sie in unserer Atmosphäre ein. Die Ozeane binden etwas Kohlendioxid und Pflanzen absorbieren etwas während der Photosynthese.

Ein außer Kontrolle geratener Treibhauseffekt könnte jedoch für unseren Planeten verheerend sein. Eine Möglichkeit, die Menge der freigesetzten Treibhausgase zu reduzieren, besteht darin, auf eine erneuerbare Energiequelle wie Solarthermiekraftwerke umzusteigen.

3. Trogsysteme

Eine der heute am häufigsten verwendeten Arten von CSP-Pflanzen ist der Parabolrinnen. Diese verwenden Spiegel in Form einer Parabel, um das empfangene Licht in einen Wassertrog zu lenken, der sich erwärmt und Energie erzeugt.

Ein anderer üblicher Systemtyp ist das lineare Fresnel-System. Dieser Typ ist aufgrund seiner ähnlichen Funktionsprinzipien nach der Fresnellinse benannt . Sie verwenden viele kleine Spiegel in verschiedenen Winkeln, um einen sehr großen Spiegel zu simulieren.

Ein Vorteil des Fresnel-Systems besteht darin, dass sie den Standort der Sonne am Himmel verfolgen und sich bewegen können, um die von ihnen gesammelte Lichtmenge zu maximieren.

4. Geschirr und Türme

Eine andere Art von konzentriertem Solarkraftwerk ist die Parabolschale. Diese Systeme sehen aus wie Satellitenschüsseln, bestehen jedoch aus Spiegeln. Aufgrund ihrer parabolischen Form konzentrieren sie das Sonnenlicht an einem bestimmten Punkt, wodurch Wärme und Strom erzeugt werden.

Die letzte Art von CSP-System ist der Solarturm. Diese verwenden große Anordnungen von Spiegeln auf dem Boden, die alle auf die Spitze eines Kraftturms zeigen. Wenn die Sonnenstrahlung auf den Turm trifft, erwärmt sich eine Flüssigkeit im Inneren und erzeugt mithilfe einer Dampfturbine Strom für das System.

5. Konzentrierte Sonne braucht viel Licht

Im Gegensatz zu herkömmlichen Solarmodulen, die Sie für einzelne Haushalte und Unternehmen verwenden können, muss konzentrierte Solarenergie ein größerer Betrieb sein. Es braucht viel Platz, um genügend Sonnenlicht zu sammeln, um das verwendete Wasser zu erwärmen.

Neben einer relativ großen Fläche benötigt es auch viel Sonnenlicht. Obwohl Photovoltaik in fast allen Teilen der USA eingesetzt werden kann, sind konzentrierte Solarstromanlagen stärker von ihrem Einsatzort abhängig.

Weil sie so viel Licht brauchen, sind sie auf Bereiche beschränkt, in denen die Sonne fast immer scheint. Dies bedeutet, dass sie selbst in wärmeren Gebieten wie dem Süden aufgrund der Wolkendecke möglicherweise nicht praktikabel sind.

Sie sind am nützlichsten in trockenen Wüstenregionen, in denen das kontinuierliche Sonnenlicht am höchsten ist. Mit fortschreitender Technologie könnten sie jedoch in anderen Bereichen praktischer werden.

6. Vorteile der Konzentration von Solarenergie

Abhängig von Ihren besonderen Umständen kann es viele Vorteile für konzentrierte Solarenergie geben.

Konzentrierte Solarstromanlagen benötigen zwar tendenziell mehr Platz als herkömmliche Solarmodule, bieten jedoch einige wesentliche Vorteile. Ein Vorteil ist die Fähigkeit, Energie zu speichern.

Strom ist sehr schwer zu speichern, aber da konzentrierte Sonnenenergie Wärme erzeugt, bevor sie Strom erzeugt, kann die Wärme zur späteren Verwendung gespeichert werden. Auf diese Weise können diese Systeme auch nachts weiter Strom produzieren.

7. Konzentrierte Solarenergie ähnelt der Photovoltaik

Normalerweise wird Solarenergie mit Photovoltaikzellen gewonnen. Diese wandeln das Sonnenlicht in Elektrizität um, die wir mit mit Bor und Phosphor dotierten Siliziumstücken verwenden können.

Die unterschiedlichen Siliziumschichten, die mit unterschiedlichen Elementen dotiert sind, bedeuten, dass eine Seite eine positive Nettoladung aufweist, während die andere eine negative Nettoladung aufweist. Diese entgegengesetzten Ladungen erzeugen ein elektrisches Feld, das Elektronen an einen Ort führt.

Wenn Sonnenlicht auf das Silizium trifft, stößt es Elektronen ab, die dann aufgrund des elektrischen Feldes zu einem Ende der Zelle fließen. Sie werden dann zu dem Strom, den wir verbrauchen.

Autor:

Erscheinungsdatum: 7. November 2020
Geändert am: 7. November 2020