Solaranlagen sind technische Anordnungen, bei denen Energie der Sonne in andere Energieformen umgewandelt wird.
Sonnenkollektoren und Solarzellen
Am weitesten verbreitet ist die Nutzung von Sonnenkollektoren
verschiedener Bauart und von Solarzellen.
Mit Sonnenkollektoren wird Strahlungsenergie der Sonne in thermische Energie
umgewandelt. In Solarzellen erfolgt die Umwandlung von Strahlungsenergie
der Sonne in elektrische Energie. Genauere Informationen zu diesen beiden
Arten von Solaranlagen sind unter den Stichwörtern Sonnenkollektor
und Solarzelle zu finden.
Solarkraftwerke
Die Energie der Sonne kann auch genutzt werden, um kleinere Kraftwerke
zu betreiben. Solche Kraftwerke bezeichnet man als Sonnenkraftwerke
oder Solarkraftwerke.
Das erste Sonnenkraftwerk, das Strom in das öffentliche Netz einspeiste,
war das Kraftwerk Eurelios auf Sizilien. Dieses Kraftwerk arbeitet seit
1980. Über 110 Spiegel mit einer Fläche von je 23 Quadratmetern
und 70 Spiegel von je 55 Quadratmetern wird die Sonnenstrahlung auf einen
Empfänger in 55 m Höhe gebündelt. Dort wird Wasserdampf
auf ca. 500 °C erhitzt. mithilfe dieses Wasserdampfes wird eine Turbine
betrieben, die ihrerseits einen Generator antreibt. Die Leistung des Kraftwerkes
beträgt 1 MW, sein Gesamtwirkungsgrad etwa 16 %.
Ein anderes Sonnenkraftwerk befindet sich in Almeria in Südspanien
(Bild 2). Es ist eine Versuchsanlage, an deren Entwicklung und Erprobung
auch deutsche Ingenieure und Wissenschaftler beteiligt sind. Eine der
Anlagen besteht aus 160 Spiegeln von je 40 Quadratmetern Fläche,
die die Sonnenstrahlung in einem Turm bündeln. Als Arbeitsmittel
dient in diesem Kraftwerk Natrium, das auf ca. 550 °C erhitzt wird.
Die Leistung des Kraftwerkes beträgt 4 MW.
Darüber hinaus wird dort ein Parabolrinnen-System (Bild 3) mit einer
Gesamtleistung von 3,6 MW getestet. Es funktioniert so, dass die Sonnenstrahlung
von den Parabolspiegeln reflektiert wird und sich im Brennpunkt konzentriert.
Dort befinden sich Leitungen mit Wasser, das stark erhitzt wird. Über
Sammelleitungen wird das heiße Wasser zu einem Dampferzeuger geleitet.
Der dort erzeugte Dampf dient zum Antrieb einer Turbine.
Der Vorteil von Solaranlagen
besteht darin, dass beim Betrieb keine Umweltbelastungen auftreten.
Nachteile von Solaranlagen
sind, dass
- für Schattenperioden Speicher erforderlich sind und
- die Anlagen nicht kontinuierlich arbeiten können, da die Sonne durchschnittlich nur ca. 1/3 des Tages mit ausreichender Intensität scheint.
Anlagen in Deutschland
In Deutschland existieren aufgrund der relativ ungünstigen natürlichen
Bedingungen (wegen der geographischen Breite ist die Sonneneinstrahlung
wesentlich geringer als in südlicheren Ländern) nur vier größere
Anlagen mit Leistungen zwischen 300 und 500 kW (Pellworm, Kobern-Gondorf,
Neuenburg in der Oberpfalz und Neurather See).
Es gibt allerdings eine Vielzahl von Kleinanlagen. Allein das
1000-Dächer-Programm der Bundesregierung von 1993 führte zu
über 2 200 netzgekoppelten Privatanlagen mit Leistungen zwischen
1 kW und 5 kW.
Insgesamt hat sich die Leistung der in Deutschland installierten Anlagen
zur direkten Stromerzeugung aus Sonnenstrahlung von 1990 bis 1999 von
1,5 MW auf 68,9 MW, also auf das 46fache, erhöht. Das sind allerdings
nur 0,04 % des gesamten Elektroenergiebedarfs in Deutschland.