Panels Photovoltaische Solarenergie

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Was ist Solarenergie?

Was ist Solarenergie?

Solarenergie ist die Energie, die mit Sonnenstrahlung verbunden ist und die Hauptenergiequelle an Land darstellt.

Aus dieser Energie wird sie mehr oder weniger direkt aus fast allen anderen dem Menschen zur Verfügung stehenden Energiequellen gewonnen, wie fossilen Brennstoffen, Windenergie, Gezeiten - oder Wellenenergie, Wasserkraft, Energie aus der Biomasse Die einzigen Ausnahmen sind Kernenergie, Geothermie und GezeitenenergieEs kann direkt für Energiezwecke verwendet werden, um mit verschiedenen Arten von Systemen Wärme oder Strom zu erzeugen.

Aus energetischer Sicht handelt es sich um eine alternative Energie zu klassischen fossilen Brennstoffen, die als erneuerbare Energie betrachtet wird. Solarenergie kann durch verschiedene Technologien und für verschiedene Zwecke richtig genutzt werden, auch wenn es sich um technologische Versionen handelt, die keinen Energiespeicher enthalten.

Solaranlagen leiden aufgrund von Tag-Nacht-Zyklen und bewölkten Tagen unter der Variabilität und Unterbrechung der Produktion oder der völligen Nichtprogrammierbarkeit.

Technologien zur Solarenergienutzung

Unter Solarenergie versteht man heute in der Regel die Energie, die der Mensch mit seiner Technologie direkt aus Sonnenstrahlung erzeugt. Dies geschieht derzeit in Westeuropa auf zwei Arten:

  • Die am häufigsten verwendete Anwendung sind Solarmodule mit PhotovoltaikzellenPhotovoltaik-Module wandeln Licht direkt in Strom um.
  • Eine andere Möglichkeit, die Sonnenstrahlung zu nutzen, ist die thermische Sonnenenergie, bei der Sonnenlicht in Wärmeenergie umgewandelt wird. Diese Umrüstung erfolgt durch Solarwarmwasserbereiter oder Solarkollektoren.
  • Passive Sonnenenergie Passive Solaranlagen zeichnen sich durch die Nutzung von Sonnenenergie aus, wenn kein externer Energieeintrag erfolgt. Zum Beispiel architektonische Entwürfe, die im Winter maximale Sonneneinstrahlung ermöglichen und im Sommer übermäßige Hitze vermeiden.

Der Begriff Sonnenkollektoren wird für beide Methoden verwendet. Wie auch immer, das Design unterscheidet sich merklich, je nachdem, welche Art von Solartechnologie verwendet werden soll:

Das Solarthermie-Modul erwärmt mithilfe von Sonnenstrahlen eine Flüssigkeit mit speziellen Eigenschaften, die im Inneren enthalten ist und Wärme über einen Wärmetauscher an das in einem Speichertank enthaltene Wasser überträgt. In diesen Fällen spielt die Thermodynamik eine grundlegende Rolle.

Das Photovoltaik-Panel nutzt die Eigenschaften bestimmter Halbleiterelemente, um bei Sonneneinstrahlung elektrische Energie zu erzeugen. Dank des sogenannten photovoltaischen Effekts verursacht die Sonneneinstrahlung die Bewegung von Elektronen aus einem Bauteil (normalerweise Silizium), wodurch ein kontinuierlicher elektrischer Strom erzeugt wird.

Es gibt auch das Konzentrations-Solarpanel, das eine Reihe von Parabolspiegeln mit linearer Struktur verwendet. Das Ziel dieser Spiegel ist es, die Sonnenstrahlen über ein Empfangsrohr zu transportieren, das eine Wärmeübertragungsflüssigkeit zirkuliert, oder über eine Reihe flacher Spiegel, die die Strahlen am Ende eines Turms konzentrieren. In beiden Fällen wird das Empfangsgerät auf sehr hohe Temperaturen (400 ° C ~ 600 ° C) erwärmt.

Solarenergieanwendungen

Derzeit werden Sonnenkollektoren verwendet, um Wohnhäuser und kleine Gebäudekomplexe mit Warmwasser (Solarthermie) und Wärme zu versorgen. Es wurden Solarkraftwerke gebaut, die mithilfe von Dampfturbinen gespeicherte Wärme in Strom umwandeln. Diese Prototypen haben jedoch aufgrund der geringen Leistung dieser Kraftwerke im Vergleich zu den hohen Verwaltungskosten und der Unterbrechung der Stromversorgung keine breite Anwendung gefunden.

Photovoltaik-Module werden in isolierten Solarsystemen verwendet, um Geräte fern von elektrischen Netzen (Raumsonden, Telefon-Repeater in großer Höhe usw.) zu versorgen. Sie werden auch in Anwendungen mit einem so geringen Energiebedarf eingesetzt, dass ein Anschluss an das Stromnetz nicht wirtschaftlich wäre (Lichtsignale, Parkuhren usw.). Selbstverständlich müssen diese Geräte mit Akkus ausgestattet sein, die den tagsüber anfallenden Strom speichern können Versorgen Sie das Gerät nachts und bei Bewölkung mit Strom, normalerweise mit Solarbatterien.

Sie werden auch in großen Systemen verwendet, die an das Netzwerk angeschlossen sind, obwohl die zugeführte Energiemenge sowohl unter täglichen als auch unter saisonalen Bedingungen variabel ist und daher schwer vorherzusagen und nicht programmierbar ist. Diese Diskontinuität macht es schwierig, den Strombedarf zu jedem Zeitpunkt zu decken, mit Ausnahme der Produktion mit einem Sicherheitsspielraum, der über den jährlichen Bedarfsspitzen liegt. Als Höhepunkt der Produktion von Solarkraftwerken im Sommer gelingt es ihm jedoch, den höheren Eigenbedarf durch Klimaanlagen zu kompensieren.

Vor- und Nachteile

Die Nutzung der Sonnenenergie bringt bestimmte Vor- und Nachteile mit sich.

Die Hauptkritikpunkte oder Unannehmlichkeiten bei der Nutzung von Solarenergie sind auf die Kosten, den Wirkungsgrad und die Eigenart der Unterbrechung oder Nichtprogrammierbarkeit dieser Energiequelle im Vergleich zu konventionellen Energiequellen zurückzuführen, da sie direkt ist betroffen von der Wolkendecke und der völligen Abwesenheit in der Nacht. Darüber hinaus wird für die Herstellung von Photovoltaik-Modulen viel Energie benötigt, wobei häufig nicht erneuerbare Energiequellen wie Kohle verwendet werden.

Andererseits müssen wir die Vorteile der Sonnenenergie berücksichtigen. Ihre Befürworter unterstützen in naher Zukunft eine Kostensenkung und Effizienzsteigerung aufgrund von Skaleneffekten und der technologischen Verbesserung zukünftiger Solarsysteme. In Bezug auf das Fehlen dieser Energiequelle während der Nacht weisen sie auch darauf hin, dass der maximale Stromverbrauch während des Tages, dh während der maximalen Erzeugung von Sonnenenergie, tatsächlich erreicht wird.

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Geändert am: 3. Oktober 2019