Sonnenkollektoren können Wärme erzeugen, ohne dabei Co2 Emissionen freizusetzen. Die Technik hat großes Potential und wird in Zeiten des Klimaschutzes immer wichtiger. Allerdings leisten nicht alle Kollektoren das gleiche. Viele von ihnen sind besonders teuer oder können nur schwer auf Dächer gebaut werden. In vielen Fällen eignen sich fokussierende Flachkollektoren besonders gut für die Energie- und Wärmeerzeugung. Allerdings müssen auch bei dieser Technologie einige Details beachtet werden.
Fokussierender Flachkollektor: Umwandlung von Sonne in Energie
Mit Solaranlagen wird Sonnenenergie in nutzbare Energie umgewandelt. Diese Methode zählt zu den erneuerbaren Energien und wird immer beliebter. Die Strahlungsleistung der Sonne, die auf die Erdoberfläche trifft, ist enorm stark. Sie ist insgesamt deutlich höher als der Energiebedarf der Menschheit. Um genau zu sein: Sie ist so hoch, dass das Potenzial der Sonne allein die Nutzbarkeit aller anderen erneuerbaren Energien gemeinsam übertrifft. Solarkollektoren sind daher stark im Kommen. Dabei gibt es einige Unterschiede zwischen den verschiedenen Kollektoren zu beachten.
Vakuum- oder Flachkollektor? Die Unterschiede kennen
Mit Beginn des Ausbaus der Solarenergie waren vor allem sogenannte Vakuumkollektoren bekannt. Diese waren jedoch regemäßig sehr teuer und ließen sich auch nur schwer in Dächer integrieren. Einfacher wurde das Arbeiten mit fokussierenden Flachkollektoren. Flachkollektoren sind, wie ihr Name schon verrät, flach und daher leicht auf Dächern anzubringen. Sie fokussieren die Energie ähnlich wie Kinder das mit einer Lupe beim Spielen und Entdecken machen: Die Energie wird gesammelt und auf einen Punkt konzentriert. Die Sonnenstrahlung trifft auf einen konzentrierten Punkt ein, der sich sogleich erhitzt.
Wer das einmal selbst als Kind mit einer Lupe ausprobiert hat, weiß, dass ein Blatt Papier oder sogar trockenes Gras unter der Lupe dadurch schnell Feuer fangen kann – so stark ist die konzentrierte Wärme. Auf diese Art funktionieren auch die Kollektoren. Sie konzentrieren die Sonnenenergie fokussiert auf einen Bereich, der als Weiterleitungsgegenstand funktioniert. Dieser Leitungsgegenstand, Absorber genannt, erzeugt dann sehr hohe Temperaturen, die der Mensch für sich nutzbar machen kann. Mit dieser Technik lassen sich die Kollektoren zur Strom- und Wärmeerzeugung nutzen.
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Temperaturen von 200 Grad Celsius – mit kleinem Nachteil
Konzentrierende Kollektoren nutzen Spiegel und Linsen, mit denen sie die Sonneneinstrahlung von mehreren Kollektoren gemeinsam auf einen Punkt richten. Thermische Solaranlagen erreichen so besonders hohe Temperaturen. Diese können im stärksten Fall sogar um die 2000 Grad Celsius erreichen – klar, dass dadurch sehr viel Energie erzeugt werden kann. Beachtet werden muss jedoch, dass diese Kollektoren nur direkte Strahlung der Sonne konzentriert können. Dies ist durchaus ein kleiner Nachteil für den deutschen Raum: Denn in Deutschland ist ein sehr hoher Teil der Sonneneinstrahlung nicht direkt, sondern indirekt.
Man spricht in dem Fall auch von diffuser Strahlung. In anderen Gegenden, beispielsweise in Südeuropa, sieht dies besser aus. Regionen wie diese erhalten sehr hohe direkte Sonneneinstrahlung. Hier lohnt sich der Einsatz eines fokussierenden Kollektors unbedingt. In Deutschland kommt es stark auf den jeweiligen Standort und die Zusammenarbeit mit anderen Energiesystemen ankommen.
Fokussierende Kollektoren für die Wirtschaft und den öffentlichen Raum
Wer dennoch auf Konzentrierende Flachkollektoren setzen möchte, sollte vor allem auf den Konzentrationsfaktor des Systems achten. Dieser sagt aus, welche Temperaturen bei einem guten Wirkungsgrad im besten Fall erzielt werden können. Ein feststehender Spiegel kann ebenfalls in den Kollektoren eingesetzt werden und so zusätzliche Sonneneinstrahlung auf den Absorber werfen.
Auf die Art können Flachkollektoren vor allem im privatwirtschaftlichen und im öffentlichen Bereich genutzt werden. Für den Endverbraucher ist ein fokussierende Kollektor häufig noch etwas umständlich. Einfache Röhrenkollektoren, einfache Flachkollektoren oder auch Luftkollektoren sind oft besser geeignet. Sie sind für den Privatverbrauch erschwinglicher und erreichen meistens auch die notwendigen Leistungen, die für einen einfachen Haushalt vorhanden sein sollten.
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