Photovoltaik und Solarthermie: Kostenlose Energie aus der Sonne

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Photovoltaik und Solarthermie sind technische Verfahren, um aus der Strahlung Energie zu gewinnen. Als Solarenergie kann sowohl Wärme als auch elektrischer Strom verstanden werden. Doch was sind die Unterschiede und wie funktionieren Solaranlagen?

Unterschied zwischen Photovoltaik-Systemen und thermischen Solarkollektoren

Photovoltaik-Systeme und thermische Solaranlagen sind die beiden wichtigsten Solar-Energietechnologien, die heute auf dem Markt angeboten werden. Bei der Photovoltaik (PV) wandeln Halbleiter-Zellen die Lichtenergie in elektrischen Strom um. Daher funktionieren PV-Zellen nur, wenn die Sonne scheint. Zudem müssen sie mit anderen Energieerzeugern gekoppelt werden, um eine gleichbleibende Versorgung mit Elektrizität sicherzustellen.

Thermische Solaranlagen hingegen produzieren nur Wärme. Sie bieten aber den grossen Vorteil, dass die erzeugte thermische Energie gespeichert werden kann. Der Speicherbehälter sollte demnach möglichst kompakt ausgeführt sein, um eine maximale Effizienz zu gewährleisten und unnötige Energieverluste zu vermeiden.

Ein weiterer Vorteil ist die Raumökonomie, die mit thermischen Solarkollektoren erzielbar ist. So kann ein PV-System bis zu 10 m² Dachfläche belegen, während ein thermisches Solarsystem nur 3 bis 4 m² benötigt. Diese Flächenersparnis wird durch die hohe Effizienz der Anlagen ermöglicht. Thermische Solarkollektoren wandeln etwa 80 % der Sonneneinstrahlung in Wärme um. Im Vergleich dazu liegt die Effizienz von PV-Modulen bei nur 15 % bis 20 %.

Infrarotstrahlung (Wärmestrahlung) überträgt mehr Energie als das sichtbare Licht, von dem die meisten Photovoltaik-Anlagen abhängig sind. Ein weiterer Effizienzvorteil besteht darin, dass es nicht nötig ist, die Lichtenergie erst in Elektrizität umzuwandeln.

Wie funktioniert eine Solaranlage?

Thermische Solarkollektoren werden auf dem Dach installiert, wo sie die von der Sonne abgestrahlte Wärmeenergie aufnehmen (absorbieren). Die Solarflüssigkeit wird von einer Pumpe durch die Kollektoren gedrückt und gibt die Wärme an einen Wasserspeicher ab. Wenn die Bewohner warmes Wasser benötigen, werden sie aus diesem Speicher versorgt.

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Funktionsweise eines Solarkollektors.

Falls die Speichertemperatur nicht ausreicht, um den aktuellen Verbrauch zu befriedigen, wird ein klassischer Wärmeerzeuger zugeschaltet, der die Temperatur im Wasserspeicher erhöht. Auf diese Weise ist stets eine angenehme und konstante Temperatur für die Warmwasserversorgung von Wohnräumen gewährleistet.

Dank der kostenlosen Energielieferung vom Solarkollektor schaltet sich dieser zusätzliche Wärmeerzeuger jedoch nicht so häufig hinzu, so dass er nur relativ kurz in Betrieb ist und sich seine Einsatzdauer entsprechend verlängert. Das Ergebnis: Der Hauseigentümer zahlt nicht nur jeden Monat weniger für die Heizung, sondern trägt gleichzeitig zum Schutz unseres Planeten bei.

Autor
Alexandra Dragoi
 
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