Mit Sonnenkollektoren die Sonne ins Haus geholt
In Deutschland hat die Wärme einen Anteil von 60 % am Endenergieverbrauch.
Die verbrauchte Wärmeenergie setzt sich zusammen aus:
- 54 % Raumwärme
- 37 % Prozesswärme für Produktionsverfahren
- 9 % Energie für Warmwasserversorgung
Zur Zeit kommen zur Wärmeerzeugung hochwertige fossile Brennstoffe wie Erdöl, Erdgas und Kohle zum Einsatz. Die Substitution dieser Rohstoffe ist technisch relativ einfach und kostengünstig.
Jede solarthermisch erzeugte Kilowattstunde bedeutet das Ausbleiben der Emission von 0,8 bis 1 kg CO2.
Solare Wärme kann auf verschiedene Arten gewonnen und zur Energieversorgung eingesetzt werden. Anwendungsfelder sind u.a. die Raumheizung und die Bereitstellung von Prozesswärme auf höherem Niveau. Soll beispielsweise die Solarheizung einen wesentlichen Anteil der Raumheizung abdecken, werden größere Kollektorenfelder und großvolumige Speicher notwendig. Diese können einen wesentlichen Anteil der im Sommer eingefangenen Energie bis in die Wintermonate speichern.
Arten der Sonnenenergienutzung
Die direkte Nutzung: Die extrem kurzwellige elektromagnetische Strahlung der Sonne wird direkt in Wärme oder elektrische Energie umgewandelt. Hierbei bedient man sich zweier Verfahren. Die Strahlungsenergie wird in Wärmeenergie eines Wärmeträgers oder direkt in elektrische Energie mittels Solarzellen umgewandelt.
Die indirekte Nutzung: Die Nutzung der Sonnenenergie geschieht über Umwege, so z.B. über die Umgebungsluft, die oberflächliche Erdwärme (Wärmepumpen), das Grundwasser oder die Meereswärme.
Trends und Kosten
Sonnenkollektoranlagen haben seit 20 Jahren bewiesen, dass sie zuverlässig arbeiten. Trotzdem gibt es auch heute noch technische Weiterentwicklungen. Das betrifft vor allem die Schichten auf der Absorberoberfläche. Bei Flachkollektoren konnten die Reflexionsverluste an der Abdeckverglasung reduziert werden.
Entwicklungen in der Montagetechnik ermöglichen, dass z.B. Dachpfannen und -sparren komplett ersetzt werden. Durch eine vormontierte Baugruppentechnik, einschließlich lötfreier Verbindungen, wird der Montageaufwand vor Ort erheblich reduziert und kann teilweise vom versierten Laien selbst ausgeführt werden.
Durch eine ständige technische Weiterentwicklung konnten in den letzten Jahren auch die Anlagekosten deutlich gesenkt werden. Energetisch betrachtet macht sich eine Anlage nun schon nach ein bis zwei Jahren bezahlt. Dann hat sie soviel Energie erwirtschaftet, wie für ihre Herstellung notwendig war.
Ende 2003 waren über 5,5 Mio. m² Kollektorfläche auf deutschen Dächern installiert, was einer Einsparung von 2,5 Mrd. kWh an fossilen Brennstoffen bzw. 250 Mio. Liter Heizöl entspricht. Perspektivisch gesehen kann solare Wärme in erheblichem Maß zu einer nachhaltigen Nahwärmeversorgung Deutschlands beitragen. Auf den Dächern ist Platz für 800 km² Kollektoren.
Kenndaten Sonnenkollektoren
- Leistungsbereich: 1,5 bis 200 MWh/a, keine eigentliche Leistungsbegrenzung
- Stromkosten: 10 bis 25 Cent/kWh
- Einsatzgebiete: Heizung und Warmwasser
DLR, ifeu
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