Solarkraftwerk

Thermische Solaranlagen

Eine thermische Solaranlage dient der Erzeugung von Wärme und besteht hauptsächlich aus Kollektoren, einer Wärmeabnahmestelle (Speicher) und der Regelung. Die Sonnenstrahlung erwärmt hierbei die speziell beschichteten Kollektoren. Diese bestehen aus Rohren, die mit einer Flüssigkeit oder einem Gas gefüllt sind. Die Solaranlage leitet nun das erhitzte Medium mithilfe von Pumpen oder Ventilatoren zur Wärmeabnahmestelle. Dort speichert die Solaranlage die Wärme und leitet das abgekühlte Gas beziehungsweise die abgekühlte Wärme wieder zurück in die Kollektoren.

Thermische Solarkraftwerke

Thermische Solarkraftwerke Thermische Solarkraftwerke unterscheiden sich von thermischen Solaranlagen vor allem bezüglich der Kapazität. Ein thermisches Solarkraftwerk verwendet sehr große Spiegel als Absorber, die das direkte Sonnenlicht bündeln. Im Gegensatz zu kleinen Solaranlagen wird die gewonnene Wärme von thermischen Solarkraftwerken hauptsächlich in Strom umgewandelt und aufgrund der hohen Kapazität insbesondere für größere, industrielle Zwecke genutzt.

Photovoltaikanlagen

Photovoltaikanlagen nutzen zur Stromerzeugung keine Solarkollektoren, sondern Photovoltaikmodule. Diese absorbieren die elektromagnetische Energie der Sonne. Photovoltaikanlagen verwenden hierfür halbleitende Schichten, in denen negative und positive Ladungen geteilt werden. Hierdurch entsteht eine elektrisch leitende Verbindung, durch die Strom fließen und anschließend im Akkumulator gespeichert werden kann.

Wirkungsgrad von Solarkraftwerken

Je höher der Wirkungsgrad eines Solarkraftwerks ist, desto kleiner kann das Solarfeld sein, ohne dabei Leistungsdefizite zu verzeichnen. Der Solarkraftwerk-Betreiber kann mit einer Anlage mit hohem Wirkungsgrad die Investitionskosten senken und für eine höhere Rentabilität des erzeugten Stroms sorgen. Bei verringerter Sonneneinstrahlung nimmt der Wirkungsgrad ebenfalls rasch ab, da diffuses Sonnenlicht nicht im gleichen Umfang wie direkte Sonnenstrahlen in Wärme umgewandelt werden kann. Solarkraftwerke eignen sich deshalb nur für sehr sonnenreiche Standorte. Dort sollte idealerweise auch Kühlwasser vorhanden sein. Ansonsten ist der Einsatz eines Trockenkühlsystems erforderlich, was jedoch den Wirkungsgrad verringert.

Vorteile von Solarkraftwerken

Im Gegensatz zu fossilen Brennstoffen ist Sonnenenergie theoretisch unendlich verfügbar. Zudem verursacht die Erzeugung von Solarenergie keine Treibhausgase und belastet somit weder die Umwelt noch das Klima. Ein weiterer großer Vorteil sind die geringen Installations- und Wartungskosten, insbesondere im Vergleich zu anderen Anlagen wie einem Kernkraftwerk. Darüber hinaus steht die erzeugte Energie sofort zur Verfügung, wodurch keine langen Stromleitungen oder Batterien erforderlich sind.

Nachteile von Solarkraftwerken

Der größte Nachteil eines Solarkraftwerks ist sicherlich die Abhängigkeit von der Lage, dem Wetter und der Jahreszeit. Egal, ob thermische Solaranlage, Photovoltaikanlage oder thermische Solarkraftwerke – der Wirkungsgrad wird stets von der Sonneneinstrahlung beeinflusst. Je mehr Licht die Kollektoren oder die Solarzellen aufnehmen, desto höher ist die Leistung. Der Wirkungsgrad spielt auch bei der Anschaffung einer Solaranlage oder dem Bau eines Solarkraftwerkes eine Rolle. Je höher der Wirkungsgrad, desto höher die Anschaffungs- und Baukosten.

Solarkraftwerke in Deutschland

Deutschland verfügt bereits über viele Solarkraftwerke und treibt den Ausbau der Solaranlagen und die Nutzung anderer erneuerbarer Energien voran. Aufgrund seiner geografischen Lage ist das Land aber weniger sonnenreich als beispielsweise Staaten in Äquatornähe. Aus diesem Grund sind Photovoltaikkraftwerke hierzulande die am meisten verbreiteten Solaranlagen. Diese besitzen zwar nicht so hohe Wirkungsgrade wie thermische Solarkraftwerke, sind aber im Betrieb und in der Wartung deutlich kostengünstiger. Die großen jahreszeitlichen Schwankungen hinsichtlich Sonnenscheindauer und -intensität erfordern jedoch Lösungen, mit denen Energie gespeichert werden kann. Deswegen eignet sich Photovoltaik nicht für eine alleinige Elektrizitätsversorgung.