Aktive Solarenergie umfasst Solarsammelsysteme, die mechanische oder elektrische Geräte nutzen, um die Effizienz von Solarmodulen zu steigern und die eingefangene Sonnenenergie in elektrische oder mechanische Energie umzuwandeln. Zu diesen Geräten gehören unter anderem Ventilatoren, Wasserpumpen und Solartracker.
Im Gegensatz dazu werden Solarsysteme, die solche Geräte nicht verwenden, als passive Solarenergiesysteme klassifiziert, die die Sonnenstrahlung direkt nutzen.
Ein Beispiel für aktive Solarenergie ist ein Solartracker . Gelegentlich werden Solartracker eingesetzt, um die Leistung von Photovoltaikmodulen zu verbessern, indem sie diese ständig auf die Sonne ausrichten.
Aktive Solararchitektur
Aktive Solararchitektur ist ein Zweig des Architekturdesigns, der sich auf die Integration spezifischer Systeme und Technologien zur direkten Erfassung und Nutzung von Sonnenenergie konzentriert.
Im Gegensatz zur passiven Solararchitektur, die sich auf die Anordnung architektonischer Elemente konzentriert, um den natürlichen Licht- und Wärmegewinn zu maximieren, umfasst die aktive Solararchitektur technologische Komponenten, die Sonnenstrahlung in nutzbare Energie wie Strom oder Wärme umwandeln.
Zu diesen aktiven Systemen können Photovoltaikmodule zur Stromerzeugung aus Sonnenstrahlung, solarthermische Kollektoren, die Sonnenwärme für Warmwasser- oder Raumheizungsanwendungen erfassen, und Solarnachführsysteme gehören, die die Solarmodule dynamisch so ausrichten, dass sie tagsüber dem Lauf der Sonne folgen Maximieren Sie die Energiegewinnung.
Arten aktiver Sonnenenergie
Aktive Sonnenenergie kann photovoltaisch und thermisch sein.
Thermische Solarenergie
Solarthermie nutzt die Sonnenstrahlung direkt zur Wärmegewinnung. Im Allgemeinen wird diese Art von Energie zur Warmwasserbereitung genutzt. Allerdings nutzen solarthermische Kraftwerke diese Technologie zur Stromerzeugung – sogenannte Solarkonzentratoren.
Warmwasserbereitung und aktive Solarheizung
Warmwassersysteme (DHW) ohne Thermosyphon verwenden Wasserpumpen und andere Elemente, um das Wasser in ihren Kreisläufen umzuwälzen.
In Thermosiphonsystemen erfolgt die Wasserzirkulation über den Dichteunterschied zwischen Warmwasser und Kaltwasser. In diesem Fall benötigen diese Systeme keine externen Mechanismen und werden als passive Solarenergiesysteme klassifiziert.
Ausrichtung von Solarkollektoren
Die meisten Solarkollektoren werden auf festen Stützen mit Südausrichtung aufgestellt. Der Winkel ist so berechnet, dass jederzeit die größtmögliche Strahlungsmenge erfasst werden kann. Diese Kollektoren wären jedoch effizienter, wenn sie ihre Ausrichtung in Bezug auf die Sonne jederzeit ändern könnten.
Konzentrierte Sonnenenergie
Bei konzentrierter Solarenergie ist die Installation von Solar-Tracking-Systemen erforderlich. Bei dieser Art der Installation muss die empfangene Sonnenstrahlung auf einen Punkt konzentriert werden. Um dies zu erreichen, müssen die Spiegel ihre Neigung dem Sonnenstand anpassen .
Die Funktion eines solchen Systems wird in solarthermischen Kraftwerken mit dem Ziel der Stromerzeugung genutzt.
Photovoltaische Solarenergie
Aktive Solarphotovoltaik ist eindeutig ein aktives System. Für die Stromerzeugung sind Photovoltaikanlagen zuständig. Die Umwandlung in elektrische Energie erfolgt in den Fotozellen, aus denen das Modul besteht.
Anschließend durchläuft die erzeugte Energie Transformatoren und andere externe Elemente.
Um die Effizienz zu steigern, können wir die Solarpaneele mit Hilfe eines Elektromotors steuern. Die optimale Leistung eines Solarmoduls wird erreicht, wenn die Sonnenstrahlung senkrecht auftrifft.
Häufig werden diese Anlagen zu Hybrid-Solarkraftwerken umgebaut. Bei einer Hybrid-Solaranlage handelt es sich um eine Solaranlage , die Energieunterstützung aus anderen Energiequellen erhält. In diesem Fall kann die Energiequelle ein elektrischer Generator oder andere erneuerbare Energiequellen wie Wind sein .
Unterschiede zwischen aktiver und passiver Solarenergie
Aktive Solarthermie kann aufgrund der besseren Wärmeübertragung und des besseren Transports höhere solare Einsparanteile als passive Systeme erzielen.
Eine interessante Hybridmethode ist die Nutzung eines Solarpanels zum Betrieb von Pumpen oder Ventilatoren. Mithilfe der Datenanalyse mithilfe von Software zur Wärmethermodynamik können die Ergebnisse verschiedener aktiver und passiver Solarstrategien verglichen werden.
Passive Solaranlagen benötigen zum Betrieb keine zusätzliche Energie und haben daher keine Wartungskosten. Darüber hinaus emittieren sie keine Treibhausgase und tragen somit nicht zur Verschärfung des Klimawandels bei.