Erneuerbare Energien und Energieeffizienz in deutschen Kliniken

30
SOLARTHERMIE
» Jahreszeitlich bedingt ist die Solarthermie eine Ergänzung zur
konventionellen Wärmeerzeugung. «
Solarthermie ist die Umwandlung von Sonneneinstrahlung
in nutzbare Wärmeenergie. Im Gegensatz
zur Photovoltaik, die mit Solarzellen Sonneneinstrahlung
direkt in elektrische Energie umwandelt, nutzt
Solarthermie Sonnenkollektoren, in denen die Sonnenenergie
ein Medium, z.B. Wasser, aufheizt.
Die am häufigsten anzutreffende Form der Sonnen-
oder Solarkollektoren ist der so genannte Flachkollektor.
Sein Hauptmerkmal liegt in der flachen, schrägen
Ausrichtung zur Sonne, weshalb diese Art sehr häufig
auf Hausdächern zu finden ist. Das Sonnelicht wird
hier weder gebündelt noch auf einen bestimmten
Punkt konzentriert. Als Wärmeträgermedium wird
meist ein Wasser-Propylenglykol-Gemisch verwendet.
Durch den Zusatz von 40 Prozent Propylenglykol wird
ein Frostschutz bis -23 °C und darunter ein Gefrieren
ohne Volumenzunahme (keine Frostsprengung) erreicht,
sowie eine Siedetemperatur, die, je nach Druck,
150 °C und mehr betragen kann. Bei höheren Temperaturen
gehen viele Kollektoren in Stillstand und liefern
keine Energie mehr. Die durchschnittliche Arbeitstemperatur
beträgt 80°C.
Ein durchschnittlicher Solarkollektor liefert so bei 6m 2
Fläche ca. 2100 Kwh Wärmeenergie pro Jahr. Größere
Kollektorflächen haben auf das ganze Jahr betrachtet
tendenziell niedrigere Nutzungsgrade, da im Sommer
der Wärmebedarf sinkt, die Solarkollektoren aber
mehr Wärmeenergie erzeugen. Die größere Fläche
wird jedoch in den sonnenärmeren Zeiten benötigt.
Die erzeugte Wärmeenergie kann anschließend mittels
einer Umwälzpumpe und eines Wärmetauschers
zur Unterstützung des Heizkreislaufs oder zur Warmwasserbereitung
verwendet werden. Die Solarthermie
erzeugt in Mitteleuropa im Frühjahr und Herbst
nur wenig und im Winter fast keine Energie und ist
deshalb oft nur eine Ergänzung zu konventionellen
Anlagen.
Um eine umfassendere Versorgung, vor allem für
Großverbraucher, zu gewährleisten, wurden solarthermische
Großanlagen in Betrieb genommen. Diese
kombinieren Sonnenkollektoren, Bioheizwerke und
konventionelle Ersatz- oder Spitzenenergiekraftwerke.
Im zentralen Wärmespeicher wird die Energie gesammelt
und an den Großverbraucher, z.B. ein Krankenhaus
oder eine Wohnanlage, abgegeben. Die Anlage
wird so dimensioniert, dass im Sommer die Sonnenkollektoren
genug Wärmeenergie liefern und das Bioheizwerk
oder konventionell erzeugte Wärmeenergie
nicht in Anspruch genommen werden müssen.
Parabolrinnenkollektoren, eine weitere häufige Form
der Solarkollektoren, nutzen die Fokussierung der
Lichtstrahlen auf eine zentral verlaufende absorbierende
Wärmeleitung. Als Wärmeübertragsmedium
wird hier meist Thermoöl oder Dampf verwendet.
Außerdem liegt die Arbeitstemperatur bei 200°C bis
500°C. Solche Kollektoren werden hauptsächlich in
solarthermischen Kraftwerken verwendet, in denen
der erzeugte Dampf in klassischen Dampfturbinen zu
Strom umgewandelt wird.