Erneuerbare Energien Teil 2 - Solarenergie

Die Sonne bietet durch natürliche Kernfusion das für die Erde größte Potential "unerschöpflicher" Energie. Photovoltaik-Anlagen wandeln Sonnenenergie in elektrischen Strom für Haushaltsgeräte oder Fahrzeuge um. Solarthermie bereitet Sonnenwärme zum Heizen und für Warmwasser auf.

⮩ Das Energieproblem der gesamten Menschheit ließe sich Experten zufolge mit 100% erneuerbarer Energieformen decken. Zumindest technisch wäre dies ohne Versorgungslücken in ca. 30 Jahren machbar. Aber politische und wirtschaftliche Faktoren verzögern die Entwicklung, PV-Anlagen erzeugten im Jahr 2017 lediglich 6,1% des deutschen Strom Mix (Quelle: AGEB e.V. 2018).

Die Energiewende wird von Privatpersonen angetrieben, die schon jetzt in Solarenergie investieren. Für Häuserbauer stellt sich die Frage, ob sie Ihre begrenzte Dach- und Fassadenfläche für Photovoltaik, Solarthermie oder Hybridmodule nutzen.

 

Solarthermie mit Sonnenkollektoren

Strom aus Photovoltaik-Anlagen

Solarzellen wandeln Sonnenlicht in elektrisch verwertbaren Strom. Die großen Solarplatten auf Dach oder Garage gefallen nicht jedem, doch das Aussehen von neuen PV Module ist heute schöner in die Gebäude Architektur integrierbar als zu Beginn der Energiewende. Neu auf dem Markt sind z.B. ansprechende Glas-Solarziegel in Schiefer Optik. Achten Sie beim Kauf darauf, dass ein Wechselrichter zur Einspeisung ins Stromnetz integriert ist. PV Anlagen geben Gleichstrom ab, der ins Wechselstromnetz eingespeist werden soll. Oft sind Wechselrichter aber bereits in der Anlage enthalten.
 

Ihr Dach sollte das zusätzliche Gewicht der Photovoltaikanlage halten können. Bedenken Sie die lange Lebensdauer der Solaranlage. Ggf. Ist es sinnvoll, das Dach vor dem Aufbau zu modernisieren. Die Installation ist aber nicht nur auf dem Haus, sondern mittels PV Solarfassaden oder organischer Photovoltaik als flexible Folie zum Aufkleben auf Fenster möglich. Die Solarfolien sind z.T. weniger als 1 mm dünn und transparent, sodass auch Sie noch Sonnenlicht genießen können. Der Wirkungsgrad deckender Photovoltaik-Folien liegt bei 13%, transparente Solarzellen aus chemischer Verbindung erreichen momentan bereits 7%. Die Folien werden z.B. auf Fenster (auch Autodächer, Boote, Segel, Zelte usw.) aufgetragen und mit einer Anschlussdose verkabelt.

⮩ Allgemein gilt:

• Sonnenstunden im Wohngebiet müssen ausreichend sein
• keine Beschattung durch Bäume, Hochhäuser
• Montagefläche ausreichend groß und tragfest

Vergessen Sie nicht, Ihre Solaranlage vor Inbetriebnahme bei der Bundesnetzagentur anzumelden!
 

Speichertechnik

⮩ Speicher sind förderfähig

Mit intelligenten Speichersystemen ist die Versorgung mit Solarstrom rund um die Uhr möglich. Für Privatanwendung gibt es zurzeit zwei gängige Stromspeicher: Blei- und Lithium-Ionen-Akkus. Lithium-Ionen Speicher, die überlegenere Technik, werden immer kleiner und ansehnlicher. Die Speicher sind z.T. modular erweiterbar und in superschicken Designs erhältlich, sodass sie das Wohnzimmer geradezu aufwerten. Beim Akku-Kauf sollten Sie sich darüber im Klaren sein, wie viel Strom Sie nachts verbrauchen (Stand-by Funktion bei Haushaltsgeräten). Akkus erreichen z.Z. eine Lebensdauer um 20 Jahre.

In der technischen Entwicklung tut sich aber grade viel, die neue Speichertechnik ist vielversprechend. Wir dürfen uns z.B. auf superschnell ladende Solid-State-Akkus freuen. Auch an Solarbatterien / Flüssigbatterien (Redox-Flow) mit sehr langer Lebensdauer und komplett ohne giftige Bestandteile wird noch geforscht. Weitere Testprojekte zur Verbesserung der Nachtspeicher laufen auf Hochtouren. Das solarthermische Kraftwerk Andasol 3 bei Granada, Spanien, verfügt über Wärmespeicher, die auch nachts, bis zu sieben Stunden nach Sonnenuntergang, Strom umwandeln. Die jährliche Leistung beträgt 3 x 50 Megawatt. In der südkalifornische Mojave Wüste statt Ivanpah, das größte Solarkraftwerk der Welt (Stand 03.2018). Es liefert 392 Megawatt über Parabolrinnen-Kollektoren, die ölgefüllte Rohre erhitzen. Diese Wärmeenergie reicht für eine mittelgroße Stadt. Verlustfreier Transport des gewonnenen Stroms über große Entfernungen ist über gekühlte Spezialkabel (Supraleiter) denkbar.
 

Neuheiten der Solartechnik werden vom 20.-22. Juni 2018 auf der Messe Intersolar in München vorgestellt.

 

Wärme und Strom aus Photothermie - Hybride Solarmodule

Die sonnenzugewandte Dachfläche ist selbst bei herrschaftlichen Villen begrenzt. Die Überlegung, welchen Platzanteil Solarzellen und Kollektoren bekommen, hat sich dank Solaranlage in Hybridtechnik erledigt.

Bei einfachen PV-Anlagen wird nur knapp 15-20% der Sonnenenergie in Strom umgewandelt, ein beträchtlicher Teil verpufft (noch) als Strahlungswärme. Für die kombinierte Solaranlage musste technisch gelöst werden, das PV Zellen eine deutlich kühlere Betriebstemperatur als Wärme-Kollektoren benötigen. "Doppelgleisige" Photothermie Anlagen können an ein Kühlsystem angeschlossen werden, das dafür aber Energie und Platz für den Wassertank benötigt. Hybridmodule lohnen sich daher nur unter bestimmten Voraussetzungen, z.B., wenn Sie einen hohen Bedarf an Warmwasser haben (Pool, Sauna).

Mit der aus Sonne (oder andern regenerativen Techniken) gewonnenen Strom lässt sich natürlich auch zum Heizen verwenden (Power-to-Heat). Auch die Umwandlung zu Brenngas Methan (Power-to-Gas) ist möglich. Vorteilhaft: Gas lässt sich gut speichern und bestehenden Erdgasanlagen können zum Transport genutzt werden.

 

Für Mieter gibt es kleinere, modulare Systeme: Mini-PV-Anlage

Gesetze und Solarförderung

Das Erneuerbare Energien Gesetz (EEG) fördert Photovoltaik-Anlagen und Speicher: BAFA gewährt bis zu 20.000 Euro Zuschuss Die KfW Bank vergibt günstige Kredite bis 50.000 Euro

Der Eigenbedarf an Strom lässt sich im Mehrfamilienhaus mit Photovoltaik gut decken, ein Überschuss kann gegen Vergütung ins Stromnetz eingespeist werden. Die Höhe der Einspeisevergütung ist für 20 Jahre fix und damit eine lohnenswerte Kapitalanlage. Bei Volleinspeisung lässt sich daher, trotz sinkender Fördersätze, ggf. noch eine Rendite erzielen. Wegen steigenden Strompreisen lohnt sich aber besonders der Eigenverbrauch.

Quellen:
http://www.dlr.de/dlr/desktopdefault.aspx/tabid-10081/151_read-17440/#/gallery/22646
https://www.solaranlage-ratgeber.de/solarthermie/solarthermie-funktionen/solarthermie
https://www.n-tv.de/ratgeber/Mini-Solarmodule-sind-nun-erlaubt-article20178115.html
http://www.energie-fachberater.de/strom-solar/solar/photovoltaik/