Die Sonne ist eine unerschöpfliche und umweltfreundliche Energiequelle. Mithilfe von Photovoltaikanlagen und Sonnenkollektoren wird ihre Strahlungsenergie in Strom oder in Wärme umgewandelt.
Photovoltaik
Im Jahr 2015 waren in Baden-Württemberg Photovoltaikanlagen mit einer elektrischen Leistung von 5.173 Megawatt Peak (MWp) auf Dächern und auf Freiflächen installiert. Sie haben eine elektrische Jahresarbeit von 5.270 GWh erbracht. Damit haben die Photovoltaikanlagen in Baden-Württemberg im Jahr 2015 etwa 3,7 Mio. Tonnen an Treibhausgasemissionen vermieden.
In den letzten Jahren ist der Anteil der Photovoltaik an der erzeugten Strommenge stark gestiegen. Doch wie funktioniert die Photovoltaik? Wie groß sind die Potenziale in Baden-Württemberg? Können wir an unserer Schule ebenfalls Solarenergie nutzen? Und wenn ja, was sollten wir dabei beachten? Die KlimaNet-Broschüre "Photovoltaik in Baden-Württemberg" gibt zu diesen Themen Auskunft und verweist gleichzeitig auf eine Reihe anderer interessanter Publikationen und Internetseiten.
Solarthermie
Sonnenkollektoren können Wasser oder Luft mit Hilfe von Sonnenenergie aufheizen. Das Kernstück eines Kollektors ist der Absorber. Mit seiner Oberfläche wandelt er den Großteil der ankommenden Solarstrahlung in Wärme um. Damit so wenig Wärme wie möglich verloren geht, ist der Absorber in einem wärmegedämmten Kasten (Flachkollektor) oder in Röhren eingebettet, in denen ein Vakuum herrscht (Vakuumröhrenkollektor). Die Glasabdeckung des Kollektors ist selektiv beschichtet, um die Abstrahlung von Wärme nach außen zu verringern. Die mit einer solchen Solaranlage eingefangene Wärme lässt sich zum Beispiel zum Heizen von Räumen verwenden. Haupteinsatzgebiet ist aber bisher in erster Linie die Warmwasserbereitung im Haushalt.
Eine typische Dimensionierung einer Solaranlage zur Brauchwassererwärmung für einen 4-Personen-Haushalt liegt bei etwa 4 bis 6 Quadratmeter Flachkollektoren mit einem 300-Liter-Speicher. Hierbei lassen sich etwa 50 bis 65 % am jährlichen Energieverbrauch durch Warmwasser einsparen. Dabei werden pro Jahr etwa 900 kg Emissionen an Treibhausgasen vermieden.
Wie funktioniert eine Solaranlage?
Durch die Einstrahlung der Sonne wird im Solarkollektor auf dem Dach ein flüssiger Wärmeträger erhitzt, in der Regel ein Gemisch aus Wasser und Ethylenglykol. Die erwärmte Flüssigkeit fließt in den Brauchwasserspeicher, wo sie das Brauchwarmwasser aufheizt. Im Falle einer Kombianlage, die zusätzlich die Räume des Gebäudes beheizt, fließt der Wärmeträger auch in den Pufferwasserspeicher der Heizanlage. An verhangenen Wintertagen ist die Kraft der Sonne häufig zu schwach, um das Brauchwasser alleine aufzuheizen. In solchen Fällen wird ein herkömmlicher Heizkessel zur Unterstützung zugeschaltet.
