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Wie funktioniert ein Sonnenkraftwerk?

Es gibt mehrere Arten, wie man die Kraft der Sonne als Energiequelle nutzen kann. Ein Sonnenkraftwerk funktioniert mit Fotovoltaikzellen, wobei Sonnenstrahlen direkt in Strom umgewandelt werden. Eine andere Variante basiert auf Sonnenkollektoren, wo mithilfe der Sonnenwärme Wasser erwärmt und/oder Dampf erzeugt wird.

Solarkollektoren nutzen Sonne zur Warmwassergewinnung.
Solarkollektoren nutzen Sonne zur Warmwassergewinnung.

Bei Strom von der Sonne denkt man automatisch an Solarzellen (Fotovoltaikzellen), weil diese das Sonnenlicht direkt in Strom umwandeln. Doch gibt es mit solarthermischen Kraftwerken eine weitere und eigentlich kostengünstigere Möglichkeit, Sonnenstrom zu erzeugen. Lohnen tut sich der Bau nur in sonnenreichen Gegenden.

Sonnenkraftwerk - Fotovoltaik und Solarthermie nutzbare Systeme

Die Sonne ist der Energielieferant der Zukunft, wenn deren Energie nutzbar gemacht werden  kann. Dazu muss man nicht nur an mit Sonne gut versorgten Regionen der Welt wie Nordafrika oder die USA denken. Denn selbst in der Schweiz beträgt die Sonneneinstrahlung ungefähr das 180-Fache des Energieverbrauchs. 

  • Doch der Anteil der Sonnenenergie, der zur Deckung des Energieverbrauchs beiträgt, ist aus den unterschiedlichen Gründen noch relativ gering. Die hohen Erzeuger- und Speicherkosten sind dabei sicher ein großes Hindernis.
  • Die Sonnenenergie lässt sich aktiv oder passiv nutzen. Ein Haus mit geeigneter Baukonstruktion und Architektur kann die Sonnenwärme indirekt ohne weitere technische Anlagen nutzen. Eine aktive Nutzung der Sonnenenergie wird mithilfe von Fotovoltaikanlagen zur Erzeugung von Strom und Sonnenkollektoren zur Wärmeerzeugung erreicht. 
  • Ein Fotovoltaikkraftwerk funktioniert auf der Grundlage einer Technologie, die Licht in elektrische Energie in Solarzellen (elektronische Halbleiterelemente) auf direktem Weg umwandeln kann. Absorbiertes Sonnenlicht erzeugt Elektronen, die als Strom in einer jeden Zelle geerntet werden können. 
  • Sonnenkollektoren fangen Sonnenstrahlung ein und wandeln diese in Wärme um.Genutzt wird diese als Raumwärme und Warmwasser.

Wie funktioniert ein solarthermisches Kraftwerk

Von einem Sonnenkraftwerk darf man bei solarthermischen Kraftwerken auf Basis von Solartürmen, Parabolrinnen oder Fresnel von Sonnenkraftwerken sprechen. Das System zur Stromerzeugung funktioniert, indem eine konzentrierte Solarstrahlung Dampf für einen Turbinenprozess erzeugt. Der Dampf, der anschließend verstromt wird.

  • Solche Kraftwerke bestehen aus Hunderten von Parabolspiegeln oder flachen Glasspiegeln, die automatisch der Sonne folgen.
  • Die Sonnenstrahlung wird mit Spiegeln gebündelt. Im Strahlungssammler wird eine Flüssigkeit (Öl, Salzlösung, Wasser) erhitzt, wodurch Dampf erzeugt wird. Der kann beispielsweise Turbinen antreiben und so in einem Elektrizitätswerk Strom erzeugen.
  • Bei riesigen Kraftwerken, wie sie beispielsweise für die Sahararegion in Planung sind, stellt sich dann das Problem des Stromtransports zum Verbraucher.

Experten sehen hier eine mögliche Lösung durch Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung. Der in Europa ankommende Strom könnte dann sogar für die Produktion eines anderen Energieträgers wie Wasserstoff genutzt werden.

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