Das Thema erneuerbare Energie ist seit dem havarierten Reaktor in Fukushima, Japan, aktueller denn je. In der deutschen Politik wurde nach den dramatischen Bildern aus dem zerstörten Atomkraftwerk heftig über umweltfreundliche Energiegewinnung debattiert. Ursprünglich bereits genehmigte Laufzeiten für alte Atomkraftwerke wurden zurückgezogen, und die Politiker beschlossen einen schnellen Ausstieg aus der Atomenergie. Als Ersatz für die Atomkraft wird die Stromgewinnung aus Wind und Sonne favorisiert.
Eine weitere sehr interessante Form der Energiegewinnung ist die Solarthermie. Hierunter versteht man die Erwärmung von Brauchwasser, sowie die Heizungsunterstützung mit Hilfe der Sonnenenergie. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich ausführlich mit dem Thema Solarthermie. Dabei wird zunächst ein Überblick über die geschichtliche Entwicklung von Solarthermieanlagen gegeben. Danach erfolgt die Vorstellung der notwendigen Bestandteile einer solchen Anlage. Im weiteren Verlauf werden die verschiedenen Kollektorarten beschrieben und anschließend wird die Funktion eines Flachkollektors an einem selbst gebauten Modell aufgezeigt. Als Abrundung folgt ein Vergleich zweier unterschiedlicher Solarthermieanlagen unter wirtschaftlichem Aspekt.
Inhaltsverzeichnis
- 1. Einführung in die Solarthermie
- 2. Geschichtlicher Rückblick
- 3. Wichtige Komponenten einer Solarthermieanlage und deren Funktionsweise
- 3.1 Kollektoren
- 3.2 Pumpe
- 3.3 Wärmetauscher
- 3.4 Speicher
- 3.5 Heizkessel
- 3.6 Verbrauchsstellen
- 4. Ausprägungen von Solarthermieanlagen
- 4.1 Anlagen ausschließlich für Warmwasserbereitung
- 4.2 Anlagen mit zusätzlicher Heizungsunterstützung
- 4.3 Bäderbetrieb
- 5. Art der Solarmodule
- 5.1 Flachkollektoren
- 5.2 (Vakuum-)Röhrenkollektoren
- 5.3 Parabolrinnenkollektoren
- 6. Praxisbeispiel der Firma Ebitsch
- 7. Eigener Versuchsaufbau
- 7.1 Modellaufbau
- 7.2 Ergebnisauswertung
- 8. Wirkungsgrad von thermischen Solaranlagen
- 9. Rentablitätsvergleich zweier Anlagen im Rahmen einer Kosten-Nutzen-Analyse
- 9.1 Solarthermieanlage mit Brauchwassererwärmung
- 9.2 Solarthermieanlage am Beispiel SE 30 der Firma Ebitsch
- 9.3 Auswertung der beiden Beispiele
- 10. Staatliche Fördergelder
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Diese Arbeit verfolgt das Ziel, einen umfassenden Überblick über die Solarthermietechnologie zu geben. Sie beleuchtet die historische Entwicklung, die Funktionsweise, verschiedene Anlagentypen und deren wirtschaftliche Aspekte. Der Fokus liegt auf dem Verständnis der Technologie und ihrer praktischen Anwendung.
- Historische Entwicklung der Solarthermie
- Funktionsweise und Komponenten von Solarthermieanlagen
- Verschiedene Arten von Solarthermiekollektoren
- Wirtschaftliche Aspekte und Rentabilität von Solarthermieanlagen
- Praxisbeispiele und eigener Versuchsaufbau
Zusammenfassung der Kapitel
1. Einführung in die Solarthermie: Das Kapitel liefert eine Einführung in die Solarthermie als zukunftsweisende Technologie zur umweltfreundlichen Energiegewinnung, insbesondere im Kontext des deutschen Ausstiegs aus der Atomkraft. Es skizziert die Funktionsweise der Solarthermie zur Warmwasserbereitung und Heizungsunterstützung und kündigt die detaillierte Auseinandersetzung mit dem Thema in den folgenden Kapiteln an, wobei die Bedeutung der Sonneneinstrahlung als Grundlage für die Energiegewinnung hervorgehoben wird.
2. Geschichtlicher Rückblick: Dieses Kapitel beleuchtet die historische Entwicklung der Solarthermie, beginnend mit frühen Versuchen zur Wassererwärmung mittels Spiegeln in der Antike. Es dokumentiert wichtige Meilensteine wie die Erfindung des ersten Solarkollektors durch William J. Bailley und die Entwicklung von Solaröfen durch Charles Greeley Abbot. Der Rückblick zeigt die stetige Weiterentwicklung der Technologie und die Entwicklung verschiedener Kollektortypen, die im späteren Verlauf der Arbeit detaillierter beschrieben werden.
3. Wichtige Komponenten einer Solarthermieanlage und deren Funktionsweise: Das Kapitel beschreibt detailliert die einzelnen Komponenten einer typischen Solarthermieanlage, beginnend mit den Kollektoren als zentrale Energiegewinnungselemente. Es erklärt den Funktionsablauf, inklusive der Rolle der Pumpe, des Wärmetauschers und des Speichers. Der Heizkessel als Ergänzung bei unzureichender Sonneneinstrahlung wird ebenfalls erläutert. Der Fokus liegt auf der Interaktion der einzelnen Komponenten und dem Kreislauf der Wärmeübertragung vom Kollektor zum Brauchwasser.
4. Ausprägungen von Solarthermieanlagen: In diesem Kapitel werden verschiedene Ausführungen von Solarthermieanlagen differenziert. Neben Anlagen, die ausschließlich der Warmwasserbereitung dienen, werden Anlagen mit zusätzlicher Heizungsunterstützung thematisiert. Die spezifischen Einsatzmöglichkeiten und die jeweiligen Vor- und Nachteile der verschiedenen Anlagentypen werden hier diskutiert. Der Fokus liegt auf der Anpassungsfähigkeit der Solarthermie an unterschiedliche Bedürfnisse.
5. Art der Solarmodule: Dieses Kapitel vertieft die Beschreibung verschiedener Kollektortypen. Es unterscheidet zwischen Flachkollektoren, Vakuumröhrenkollektoren und Parabolrinnenkollektoren, untersucht deren spezifische Eigenschaften und erklärt ihre jeweiligen Vor- und Nachteile. Die Beschreibung der verschiedenen Kollektoren bildet eine fundierte Grundlage für das Verständnis der Technologie.
6. Praxisbeispiel der Firma Ebitsch: Dieses Kapitel präsentiert ein konkretes Beispiel einer Solarthermieanlage eines Unternehmens, das vermutlich die im vorherigen Kapitel beschriebenen Konzepte in die Praxis umsetzt. Es ermöglicht somit eine konkrete Veranschaulichung der vorgestellten Technologien und gibt einen Einblick in real existierende Lösungen.
7. Eigener Versuchsaufbau: Hier wird ein selbst durchgeführter Versuchsaufbau zur Funktionsweise von Solarthermieanlagen vorgestellt. Die Beschreibung des Modells, inklusive der Ergebnisauswertung, ermöglicht ein tiefergehendes Verständnis der im vorherigen Kapitel beschriebenen Prinzipien. Die Ergebnisse des Versuchsaufbaus belegen die Funktionsweise und Effektivität von Solarthermie.
8. Wirkungsgrad von thermischen Solaranlagen: Dieses Kapitel analysiert den Wirkungsgrad von thermischen Solaranlagen und diskutiert die Faktoren, die den Wirkungsgrad beeinflussen. Die Analyse des Wirkungsgrades ist wichtig für die Bewertung der Effizienz von Solarthermieanlagen.
9. Rentablitätsvergleich zweier Anlagen im Rahmen einer Kosten-Nutzen-Analyse: Dieses Kapitel führt einen detaillierten Vergleich verschiedener Solarthermieanlagen durch und betrachtet deren wirtschaftliche Aspekte anhand einer Kosten-Nutzen-Analyse. Der Vergleich liefert Erkenntnisse über die Wirtschaftlichkeit von Solarthermie und dient als Entscheidungshilfe für potenzielle Investoren.
Schlüsselwörter
Solarthermie, Sonnenenergie, Warmwasserbereitung, Heizungsunterstützung, Solarkollektoren, Flachkollektor, Vakuumröhrenkollektor, Parabolrinnenkollektor, Wirkungsgrad, Rentabilität, Kosten-Nutzen-Analyse, erneuerbare Energien, Umweltfreundlichkeit.
Häufig gestellte Fragen (FAQ) zu "Solarthermie: Eine umfassende Analyse"
Was ist der Inhalt dieser Arbeit?
Diese Arbeit bietet einen umfassenden Überblick über die Technologie der Solarthermie. Sie beinhaltet eine Einleitung, einen historischen Rückblick, eine detaillierte Beschreibung der Komponenten und Funktionsweise von Solarthermieanlagen, verschiedene Anlagentypen, Praxisbeispiele, einen eigenen Versuchsaufbau, eine Analyse des Wirkungsgrades und einen Rentabilitätsvergleich verschiedener Anlagen mittels Kosten-Nutzen-Analyse. Zusätzlich werden staatliche Fördermöglichkeiten beleuchtet.
Welche Kapitel umfasst die Arbeit?
Die Arbeit gliedert sich in zehn Kapitel: Einführung in die Solarthermie, Geschichtlicher Rückblick, Komponenten und Funktionsweise von Solarthermieanlagen, Ausprägungen von Solarthermieanlagen, Arten von Solarmodulen, Praxisbeispiel der Firma Ebitsch, Eigener Versuchsaufbau, Wirkungsgrad von thermischen Solaranlagen, Rentabilitätsvergleich zweier Anlagen und Staatliche Fördergelder. Jedes Kapitel enthält detaillierte Informationen zu den jeweiligen Aspekten der Solarthermie.
Welche Arten von Solarthermieanlagen werden behandelt?
Die Arbeit beschreibt Anlagen ausschließlich zur Warmwasserbereitung, Anlagen mit zusätzlicher Heizungsunterstützung und Anlagen für den Bäderbetrieb. Es werden die Vor- und Nachteile der verschiedenen Anlagentypen diskutiert.
Welche Arten von Solarkollektoren werden verglichen?
Die Arbeit vergleicht Flachkollektoren, (Vakuum-)Röhrenkollektoren und Parabolrinnenkollektoren hinsichtlich ihrer Eigenschaften, Vor- und Nachteile.
Wie wird die Rentabilität von Solarthermieanlagen bewertet?
Die Rentabilität wird mittels einer Kosten-Nutzen-Analyse für zwei verschiedene Anlagen (eine Anlage zur Warmwasserbereitung und eine Anlage der Firma Ebitsch) verglichen und ausgewertet. Dies dient als Entscheidungshilfe für potenzielle Investoren.
Welche Rolle spielt der eigene Versuchsaufbau?
Der eigene Versuchsaufbau dient dazu, die Funktionsweise von Solarthermieanlagen praktisch zu veranschaulichen und das Verständnis der theoretischen Konzepte zu vertiefen. Der Aufbau des Modells und die Auswertung der Ergebnisse werden detailliert beschrieben.
Welche Faktoren beeinflussen den Wirkungsgrad von Solarthermieanlagen?
Das Kapitel zum Wirkungsgrad analysiert die Faktoren, die die Effizienz von Solarthermieanlagen beeinflussen. Diese Analyse ist wichtig für die Bewertung der Leistung und Wirtschaftlichkeit der Anlagen.
Gibt es Informationen zu staatlichen Förderungen?
Ja, die Arbeit enthält ein Kapitel, das sich mit staatlichen Fördermöglichkeiten für Solarthermieanlagen befasst.
Welche Schlüsselwörter beschreiben den Inhalt der Arbeit am besten?
Schlüsselwörter sind: Solarthermie, Sonnenenergie, Warmwasserbereitung, Heizungsunterstützung, Solarkollektoren, Flachkollektor, Vakuumröhrenkollektor, Parabolrinnenkollektor, Wirkungsgrad, Rentabilität, Kosten-Nutzen-Analyse, erneuerbare Energien, Umweltfreundlichkeit.
Wo finde ich ein Praxisbeispiel?
Ein Praxisbeispiel einer Solarthermieanlage wird am Beispiel der Firma Ebitsch vorgestellt. Dies veranschaulicht die Anwendung der beschriebenen Technologien in der Realität.
Für wen ist diese Arbeit gedacht?
Diese Arbeit richtet sich an alle, die sich umfassend über Solarthermie informieren möchten, insbesondere an Studenten, Wissenschaftler und an interessierte Privatpersonen.
- Arbeit zitieren
- Daniel Will (Autor:in), 2011, Solarthermie. Komponenten und Ausprägung der Solarthermieanlagen, München, GRIN Verlag, https://www.hausarbeiten.de/document/303790
