Solsystemet

Foran: solcellepaneler på taket av University of Speyer ; bak solcelleanlegg ; I bakgrunnen tak- topp anlegg på GEWO husene i Speyer-West
Solcelleanlegg i nærheten av Hooksiel , flyfoto 2012
Solcelleanlegg MFH Biberist
Tidligere søppelfylling nær Atzenhof , nå et rekreasjonsområde og solsystem
Solcelleanlegg nær Freiberg
Solsystem UPC Arena Graz

Et solsystem er et teknisk system for å konvertere solenergi til en annen form for energi. Hvis det er kinetisk energi i energiomdannelseskjeden , vil jeg. Dette betyr at hvis solsystemet inneholder bevegelige deler (som en turbin, en generator eller en motor) for å konvertere solenergi til elektrisk energi , blir det også referert til som et solkraftverk.

Systematikk

Solsystemer kan deles inn i tre grunnleggende typer i henhold til arbeidsprinsippet og energiformen:

Andre regenerative energigenereringssystemer er i prinsippet også - om enn indirekte - brukere av solenergi. Strålingen omdannes til andre former for energi ved absorpsjon , f.eks. B. Varme. Termiske kraftverk er et eksempel her . Solen er den primære drivkraften i energisk bruk av vind, biomasse og naturlig vannsirkulasjon.

  • Fotokjemiske solsystemer : fotokjemiske reaksjoner kan også brukes industrielt ved hjelp av solteknologi.

Spesielt innen rensing av avløpsvann og fotosyntese er forskjellige teknikker blant andre ble utviklet av solforskning ved DLR. Det brukes lett eller sterkt fokuserende solsystemer, som også brukes innen solenergi.

Termiske solsystemer

Termiske solsystemer - som flate solfangere og vakuumrørsamlere - kan brukes til å varme opp drikkevann (dusj og badevann) og til å generere varme til romoppvarming og for eksempel til matlaging ( prosessvarme ). En spesielt belagt absorberende overflate i en såkalt termisk “kollektor” varmes opp av den elektromagnetiske solstrålingen i det synlige og infrarøde området i spekteret. En væske strømmer gjennom rørene til absorberen , sjeldnere en gass (f.eks. Luft) som absorberer denne varmen (varmetransportmedium). Ved hjelp av en pumpe eller en vifte - noen ganger bare ved oppdrift av oppvarmingen - blir dette mediet matet til en lagertank , avkjølt der og deretter matet tilbake til absorberens innløp (krets).

I Sentral-Europa dekker termiske solsystemer - avhengig av region - vanligvis 50 til 60 prosent av energien som kreves for å varme opp drikkevann. Høyere bidragsmarginer eller bruk i bygningsteknologi er også mulig. Solvarmesystemet kan støtte oppvarmingen, men bidragsmarginen avhenger av forskjellige grenseforhold (etterspørsel, lagring, medium osv.). Den sveitsiske ingeniøren Josef Jenni viste hva som er mulig i prosjektet for Oberburger Sonnenhaus allerede i 1989: Med passende innsats kan man oppnå hundre prosent dekning av varmebehovet til et familiehus med solenergi, og dette kan også oppnås med en bygård.

Videre kan termiske solsystemer brukes til å generere prosessvarme i industri og handel. Spesielt i næringsmiddelindustrien er det mange applikasjoner der de nødvendige temperaturene på 60 til 100 ° C også kan genereres med samlere. Bruk i husholdningen ( solfyr ) er uvanlig i Europa, men den er implementert i noen prosjekter i Afrika og India.

Tilførselen av fjernvarmenett med solenergi er nå utbredt i Danmark, Sverige og Østerrike. Den konvensjonelle energiforsyningen støttes av solenergi på rundt 100 lokaliteter med spesielle samlere for store systemer. Om sommeren erstatter solvarme en biomassekjel i mange små nettverk. Men det er også bemerkelsesverdige tilnærminger i byområdet, for eksempel i Graz.

Et annet bruksområde er tilførsel av kulde ( solcelleanlegg ). Chillers, som drives av varme fra samlere, bruker solenergi spesielt effektivt, fordi det høyeste kjølebehovet faller sammen med den sterkeste solstrålingen. Det er nå over hundre modellsystemer for forskning og demonstrasjon, og store kommersielle prosjekter har også blitt implementert de siste årene. De mest fremtredende installasjonene er i Qingdao / Kina i Olympic Sailing Village for 2008, ved Renewable Energy House i Brussel, i Lisboa, på hovedbygningen til Caixa Geral de Depósitos, som for tiden er den største solkjølingen i kontorområdet verden over Pristina / Kosovo om bygningen av det europeiske byrået for gjenoppbygging av Kosovo .

Termiske solkraftverk

10 kW Dish Stirling-system i Almería forskningsanlegg , Spania

Termiske solkraftverk skiller seg ikke bare fra solsystemer etter kapasitet. Mens en flat absorber vanligvis bruker diffust lys i de mindre solsystemene, brukes speil som fokuserer direkte sollys vanligvis i solkraftverk. Her kan ikke diffust lys brukes. Følgelig har teknologien også en innvirkning på valg av sted (tørre ørkener, etc.). Det er minst tre forskjellige konsepter for å samle lys:

  • Parabolske kummer sporer solen på en eller to akser og konsentrerer strålingen på et absorberrør i brennlinjen. Denne inneholder en termisk olje som, etter oppvarming, driver en turbin og en strømgenerator via en konvensjonell dampsyklus. Parabolske lavkraftverk har vært i drift for kommersielle formål i den kaliforniske ørkenensiden 1985(total produksjon ca. 354 MW).
  • Parabolske speil er store, biaksiale, solsporende, parabolske speil med en Stirling-motor i fokuspunktet, som en strømgenererende generator er direkte festet til. Eksperimentelt har man oppnådd virkningsgrader på rundt 20 prosent i veldig store systemer som bruker en solenergistirling med en tilkoblet generator.
  • Heliostatier er stort sett store speil. De brukes til å fokusere innfallende sollys. De helio av en soltårnkraftverket reflektere sollyset mot en sentral absorber, som er plassert på toppen av et høyt tårn. Heliostatsspeilene er justert slik at de alle reflekterer nøyaktig på absorberen. Dette betyr at man når veldig høye temperaturer. Varmen som oppnås på denne måten konverteres til elektrisitet i et nedstrøms “konvensjonelt” termisk kraftverk . Et eksempel på dette er Jülich soltårnkraftverk (STJ) .

Solcelleanlegg

Solcelleanlegg konverterer det elektromagnetiske spekteret av solen vår "direkte" til elektrisk strøm i noen ganger ekstremt tynne halvledende lag. Kjerneelementet er solcellene (kombinert i moduler), som skiller positive og negative ladninger gjennom fotonbombardementet av strålingen. Hvis det nå er etablert en elektrisk ledende forbindelse mellom ladingssonene, vil en strøm strømme. Kraften som er oppnådd på denne måten kan enten brukes direkte, lagres i solbatterier eller mates inn i eller inn i det offentlige nettet ved hjelp av omformere . Systemer med en maksimal ytelse på flere megawatt bygges og drives nå.

Solsystem og monumentbeskyttelse

Solsystemer og monumentvern er i et anspent forhold, siden solsystemer på taket vanligvis forstyrrer substansen i bygningen og / eller dens visuelle effekt. Siden ressursbevaring og bærekraft er en del av det lovlige mandatet for monumentvern og bevaring av monument, har det vært arbeidet med monumentvern i mange år (fra 2010) for å finne fornuftige løsninger. For å få opp solsystemer på fredede bygninger, er det ofte nødvendig å håndtere mer intensivt prosjekt- og løsningsforslag for integrering av solmoduler. I tvilstilfelle kan det være nødvendig med en rettslig avklaring. De siste årene (fra 2012) er rettsvitenskapens tendens - avhengig av de spesifikke aspektene - ikke lenger uforbeholden vennlig for monumentvern.

Se også

weblenker

Commons : Solar Systems  - Samling av bilder, videoer og lydfiler
Wiktionary: Solar system  - forklaringer på betydninger, ordets opprinnelse, synonymer, oversettelser

Individuelle bevis

  1. Stiftung Warentest - test av solsystemer , test 03/2009
  2. bilde ( Memento fra 5. november 2004 i Internet Archive )
  3. Oppvarming med solen ( Memento fra 6. januar 2009 i Internet Archive )
  4. Eksempler på solcelleanlegg
  5. Resultater i Sør-Frankrike ( Memento fra 17. mai 2007 i Internet Archive )
  6. Tomke Lisa Menger: Artikkel: Gammelt stoff møter ny energi - Påvirker solsystemer monumenter? I: www.energieagentur.nrw. EnergieAgentur.NRW, 1. oktober 2018, åpnet 4. juli 2020 .
  7. Ulrike Roggenbuck, Ruth Klawun, Roswitha Kaiser: Regneark 37: solenergi og monument beskyttelse. Informasjon fra Association of State Monument Preservators, utarbeidet våren 2010 av arbeidsgruppen for byggteknologi. I: www.dnk.de. Association of State Monument Preservators i Forbundsrepublikken Tyskland, 2010, åpnet 4. juli 2020 .
  8. Annette Stoppelkamp: Monumentbeskyttelse kan være i harmoni med fornybar energi. Ikke la deg avskrekke fra å bruke taket eller fasaden med solenergi! I: www.sfv.de. Solarenergie-Förderverein Deutschland eV (SFV) , 24. juni 2020, åpnet 4. juli 2020 .
  9. ^ Stefan Pützenbacher: Fornybar energi mot monumentbeskyttelse. Strider monumentvernloven mot miljøvern? I: publicus.boorberg.de. Publics (Richard Boorberg Verlag), 15. februar 2012, åpnet 4. juli 2020 (tysk).