Solarthermiekollektoren liefern Wärme für die Zentralheizung, Photovoltaikanlagen gewinnen Strom aus Sonnenlicht

Ist die Sonne ein Multitalent? Diese Frage hat durchaus ihre Berechtigung wenn man bedenkt, dass sie Energie sowohl in Form von Wärme als auch von Strom liefern kann. Tatsächlich ist es aber die Technik des Menschen, die aus der Kraft der Sonne unterschiedlichen Nutzen zieht. Denn die Funktionsweise der Solartechnik entscheidet schlussendlich darüber, welchen Effekt man mit der Sonne erzielt.

Das Prinzip der Solarthermie, also der Gewinnung von Wärme aus Sonnenenergie, ist relativ einfach zu erklären. Wer zuhause einen Garten hat, der kennt das vielleicht schon: Wenn man im Sommer einen gefüllten Gartenschlauch auf dem Rasen oder der Terrasse auslegt, dann erhitzt sich das Wasser sehr stark. Diesen Effekt nutzt die Solarthermie. Um einen möglichst hohen Ertrag zu erzielen, haben die Hersteller von Solar-Flachkollektoren spezielle Techniken entwickelt. Eine Solarthermieanlage bietet sich an bei einem Kesseltausch, wenn die Heizung kaputt ist oder allgemein wenn die Heiztechnik erneuert werden soll.

Der Solarkollektor besteht aus einem robusten Grundkörper, beispielsweise einer Kunststoffwanne, in den eine Abdeckung aus Solar-Sicherheitsglas eingelassen ist. Dahinter befindet sich ein sogenannter Vollflächenabsorber aus Aluminium oder einem vergleichbaren Material mit einer hochwertigen Beschichtung. Diese überträgt die Wärme der Sonnenstrahlen optimal auf darunter liegende, mäanderartige Rohrleitungen. In diesen befindet sich ein spezielles Solarfluid, das für extrem hohe Temperaturen konzipiert ist. Auch die anderen Komponenten müssen für Temperaturen auf dem Dach von bis zu 170 Grad Celsius ausgelegt sein. Über ein Leistungssystem ist der Kollektor mit einem Pufferspeicher im Heizungsraum verbunden, dort erwärmt das heiße Solarfluid das darin befindliche Trinkwasser. Dabei kühlt das Fluid ab, wird dann wieder zum Solarkollektor auf dem Dach gepumpt – und der Kreislauf beginnt von vorne. Je nach Größe der Solarthermieanlage kann das System auch Heizwärme liefern und so die Zentralheizung unterstützen.

Aus Sonnenlicht wird Strom
Bei der Photovoltaik, also der Gewinnung von Strom mit Hilfe des Sonnenlichts, spielt die Strahlungswärme keine Rolle. Vielmehr wird hier ein photoelektrischer Effekt genutzt. Das Licht fällt auf die Vielzahl der Solarzellen des Kollektors, diese wandeln das Sonnenlicht in elektrische Energie um (Gleichstrom). In jedem Kollektor sind zahlreiche Solarzellen miteinander verschaltet, und auch mehrere Kollektoren wiederum werden miteinander zu einer Einheit verbunden. Ein Wechselrichter wandelt den Gleichstrom dann in Wechselstrom um, sodass dieser nun in das öffentliche Versorgungsnetz eingespeist oder direkt im Gebäude verbraucht werden kann.

Bei Photovoltaikanlagen unterscheidet man zwischen monokristallinen und polykristallinen Siliziumzellen. Monokristalline Zellen bestehen aus einen hochreinen Halbleitermaterial, durch ihr spezielles Herstellungsverfahren erreichen sie einen hohen Wirkungsgrad. Polykristalline Zellen sind in der Produktion etwas günstiger, allerdings ist ihr Wirkungsgrad im Vergleich auch geringer.