Solarthermie | springerprofessional.de

Springer Professional

Top

2021 | Book

Read chapter Read first chapter

Solarthermie

Wie Sonne zu Wärme wird

Authors: Thomas Schabbach, Pascal Leibbrandt

Publisher: Springer Berlin Heidelberg

Book Series : Technik im Fokus

Part of: Springer Professional "Wirtschaft+Technik" , Springer Professional "Technik"

Login to get access

About this book

Welchen Beitrag kann die Solarthermie zur Energiewende leisten? Was kostet Solarwärme und und wo sind ihre Grenzen?

Nach einem kurzen Überblick über die Möglichkeiten regenerativer Wärmeversorgung
führen die Autoren in die physikalischen Grundlagen der Solarstrahlung und der Strahlungswandlung ein. Dann erläutern sie die Funktionsweise der Solarkollektoren und der wichtigsten anlagentechnischen Komponenten anhand zahlreicher Abbildungen.

Weitere Kapitel beleuchten die Einsatzmöglichkeiten und auch die Wirtschaftlichkeit solarthermischer Anlagen - von der Trinkwassererwärmung und Heizungsunterstützung bis hin zur Kühlung und zur Stromerzeugung.

Das Buch vermittelt auch dem Laien einen guten Einstieg in diese wichtige und beim Umbau
des Energiesystems unverzichtbare Technologie.

Advertisement

Table of Contents

Frontmatter

1. Einführung

Zusammenfassung

Das Strahlungsangebot der Sonne kann auf vielerlei Weise genutzt werden. Photovoltaikmodule wandeln die Solarstrahlung in elektrische Energie um, Solarthermie dagegen wandelt die Energie der Sonne in Wärme um.

Das folgende Kapitel erklärt die Rolle der Solarthermie in der zukünftigen Energieversorgung. Doch zunächst soll kurz erläutert werden, was genau die Solarthermie ist.

Thomas Schabbach, Pascal Leibbrandt

2. Grundlagen

Zusammenfassung

Was ist eigentlich Solarenergie? Und wie kann sie nutzbar gemacht werden? Das folgende Kapitel erklärt die physikalischen Hintergründe elektromagnetischer Strahlung und Strahlungswandlung. In Photovoltaikmodulen wird durch Nutzung des sog. Photoeffekts elektrische Energie direkt gewonnen, bei der photothermischen Wandlung in Solarkollektoren entsteht aus der Energie der Photonen thermische Energie. Diese wird in solarthermischen Anlagen als Wärme genutzt oder in solarthermischen Kraftwerken weiter in elektrische Energie gewandelt.

Thomas Schabbach, Pascal Leibbrandt

3. Bauteile der Solaranlage

Zusammenfassung

Schon in Abb. 1.3 auf S. 3 war zu sehen, dass eine Solaranlage nicht nur aus den Kollektoren besteht. Neben dem Wärmespeicher als Bindeglied zur konventionellen Anlagentechnik werden Wärmeübertrager, Umwälzpumpen, Rohrleitungen und eine Regelung benötigt. Das folgende Kapitel erläutert die Funktion und Bauarten der wichtigsten Komponenten.

Thomas Schabbach, Pascal Leibbrandt

4. Anlagen und Systeme

Zusammenfassung

Wie wirken die im letzten Kapitel beschriebenen Komponenten einer Solaranlage – Kollektor, Speicher, Regelung – zusammen? Jede Anwendung, sei es solare Trinkwassererwärmung, solare Raumheizungsunterstützung oder solare Prozesswärme, erfordert eine bestimmte Kombination und Dimensionierung der Bauteile.

Bevor die verschiedenen Anwendungen betrachtet werden, sollen zunächst die wichtigsten Systemkennwerte zur Beurteilung von Solaranlagen vorgestellt werden.

Thomas Schabbach, Pascal Leibbrandt

5. Wirtschaftlichkeit

Zusammenfassung

Wie teuer ist das Heizen mit Solarwärme? Bei Öl- und Gaskesseln bestimmen die jährlichen Brennstoffkosten die Erzeugungs- oder ,,Gestehungskosten“ einer kWh Wärme. Solaranlagen verursachen dagegen (fast) überhaupt keine jährlichen Kosten, nachdem die Investition für Kauf und Installation einmalig getätigt wurde. Wie können die jährlich anfallenden Betriebskosten über die Lebensdauer des Wärmeerzeugers mit den einmaligen Anschaffungskosten sinnvoll ,,verrechnet“ werden? Dieses Grundproblem jeder Investitionsrechnung und damit die Frage nach den solaren Gestehungskosten soll nachfolgend beantwortet werden.

Thomas Schabbach, Pascal Leibbrandt

6. Auslegung und Anwendungsbeispiele

Zusammenfassung

Solarthermieanlagen können nur dann mit hoher Effizienz und damit wirtschaftlich betrieben werden, wenn die Anlage fachgerecht geplant und installiert wurde. Um dies zu zeigen, wurden im ersten Teil des Kapitels Simulationsuntersuchungen für Solaranlagen im Ein-/Zweifamilienhaus vorgenommen.

Die nachfolgenden Beschreibungen ausgeführter Solaranlagen machen deutlich, wie vielfältig die Einsatzmöglichkeiten für Solarthermie sind.

Der letzte Abschnitt zeigt, dass es sehr wohl möglich ist, auch große Solarkollektorfelder architektonisch vorteilhaft und ästhetische ansprechend in Gebäude zu integrieren.

Thomas Schabbach, Pascal Leibbrandt

7. Historie und Zukunft der Solarthermie

Zusammenfassung

Schon in der Einführung wurde darauf hingewiesen, dass die Solarthermie ein wichtiger Baustein in der zukünftigen Wärmeversorgung sein wird.

Die Einführung der CO ₂ -Bepreisung und die neue Bundesförderung für regenerative Wärme wird die Solarthermie wirtschaftlich attraktiver machen, dennoch müssen die Herstellkosten für solarthermische Systeme weiter sinken - doch wie? Was bringt die Zukunft an technischen Neuerungen? Wie wird sich die Solarthermie weiter entwickeln?

Diese Fragen versucht dieses Kapitel zu beantworten, zuvor jedoch soll ein Blick zurück auf die Anfänge der solarthermischen Nutzung geworfen werden.

Thomas Schabbach, Pascal Leibbrandt

8. Literaturauswahl

Zusammenfassung

Die drei nachfolgend vorgestellten Bücher stellen nur eine kleine Auswahl aus der umfangreichen Literatur zur Solarthermie dar und zeigen exemplarisch deren große Bandbreite – Expertenwissen, praktische Bauanleitung und Lehrbuch.

Thomas Schabbach, Pascal Leibbrandt

Backmatter

Title: Solarthermie
Authors: Thomas Schabbach
Pascal Leibbrandt
Copyright Year: 2021
Publisher: Springer Berlin Heidelberg
Electronic ISBN: 978-3-662-59488-9
Print ISBN: 978-3-662-59487-2
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-662-59488-9

Premium Partners