Studienarbeit Solarenergie - Lehr- und Forschungsgebiet ...

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Solarenergie – Techniken und Möglichkeiten Abbildung 12: Wärmeerzeugung aus Biomasse [12] 3.5 Solarenergie Energiegewinnung mittels Solarenergie bedeutet die Nutzbarmachung der eingestrahlten Sonnenenergie durch Umwandlung in Strom, Wärme oder auch Wasserstoff. In Kapitel 4 wird ausführlich auf die verschiedenen Techniken der Energieerzeugung mittels Solarkraft eingegangen. 23
4 Solartechnik 4.1 Einführung Solarenergie – Techniken und Möglichkeiten Die Möglichkeiten der Nutzung von solarer Energie gliedern sich in die Bereiche der Solarthermie, der Photovoltaik, der Photoelektrochemie und der photobiologischen Wasserstoffproduktion. Das besondere Potential dieser Energiewandlungsprozesse liegt darin, dass die Energie der Sonne genutzt wird, die jeden Tag „gratis“ zur Verfügung steht. Die Intensität der Sonnenstrahlung an einem klaren Tag kann bis zu 1.000 W/m² betragen und die jährliche Strahlungsleistung ergibt das 20.000-fache der benötigten Weltjahresenergie. Aufgrund der aufwendigen und flächenintensiven Techniken, die notwendig sind, um sich die Sonnenenergie nutzbar zu machen und einem verhältnismäßig kleinen Wirkungsgrad von bis zu 30 %, ist der Anteil der Solarenergie auf dem Weltenergiemarkt mit 0,5 % verschwindend gering. Dennoch wurden verschiedene Techniken der solaren Energiewandlung bereits erfolgreich umgesetzt und haben gezeigt, dass großtechnische Solarkraftwerke eine realistische Alternative gegenüber herkömmlichen Verbrennungskraftwerken darstellen. Aufgrund des immer größer werdenden politischen und öffentlichen Interesses an alternativer Energieumwandlung gibt es zahlreiche Forschungsprojekte auf dem Gebiet der Solarenergietechnik. Die Forschungsziele liegen in den Bereichen der Wirkungsgraderhöhung und der Herstellungsoptimierung, um eine ökologisch sinnvolle Nutzung der Sonnenergie zu ermöglichen [3, 8, 29]. 4.2 Solarthermie Das Prinzip der Solarthermie beruht auf der Umwandlung eingestrahlter Sonnenenergie in Solarwärme. Bei großtechnischen solarthermischen Anlagen wird die aufgefangene Wärme anschließend mittels Wind-, Gas- oder Dampfturbinenkraftwerken in elektrische Energie umgewandelt. Eine weitere 24
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