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Der Versuch mit dem Erlenmeyerkolben zeigt das die Sonnenenergie auch thermisch genutzt werden kann.
Die Sonnenenergie wird thermisch genutzt:
- Brauchwasserheizung
- Freibäder
- Sonnenöfen
- Solartürme
Aufbau eines Kollektors:
Funktionsweise des Kollektors:
- Sonnenstrahlung durchdringt die obere Glasplatte. Sie wird von dem metallenen, dunkelfarbigen Absorber absorbiert. Ekin des Absorbers nimmt zu.
- Die nicht absorbierte Energie wird von der Glasplatte sowie von der Isolierung größtenteils zurückgehalten. Zur weiteren Dämmung kann man die Absorberrohre noch in Vakuum einschließen.
- Die Wärmeleitungen im Absorber werden durch die Energie erwärmt (Photothermische Wandlung). Ekin der Flüssigkeit nimmt zu, es kommt dadurch zur Erwärmung.
- Die Wärmeträgerflüssigkeit wird zum Wärmetauscher gepumpt. Dort wird die Energie wird zur weiteren Verwendung abgegben.
Die Kollektoren haben einen Wirkungsgrad von über 50%, im Winter allerdings nur 20% da die Temperaturdifferenz zwischen Absorber und Umgebung größer ist.
Im Sommer kann der Brauchwasserbedarf vollständig gedeckt werden während des restlichen Jahres nur zum Teil.
Im Jahr kann so bis zu 60% gespart werden.
Schema einer solaren Brauchwasserheizung:
1. Kollektor
2. Warmwasserspeicher
3. Temperaturgesteuerte Umwälzpumpe
4. Zusatzheizung
5. Brauchwasser
Die Sonnenstrahlen können zudem noch durch Spiegel konzentriert werden, man spricht dann von einem Sonnenofen. In geeigneter Bauform kann man ihn tagsüber als Kochstelle verwenden und so Brennmaterial sparen.
Wenn die Sonnenstrahlen auf einen Turm gelenkt werden bezeichnet man dies einen Solarturm. Der Turm gibt die Energie mittels Wärmeträgerflüssigkeit an einen Dampferzeuger ab, der wiederum eine Turbine antreibt die mit Hilfe eines Generators dann Strom erzeugt.
Diese Anlagen benötigen jedoch einen großen Platz für die Aufstellung der Spiegel und arbeiten auch in Sonnenreichen Gegenden (z.B. Wüste) noch nicht wirtschaftlich genug.
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