Die Komponenten einer Solaranlage. Wagner & Co., Cölbe.

Die wesentlichen Bestandteile einer thermischen Solaranlage sind der Kollektor, die Wärmeabnahmestelle (der Speicher) und die Regelung. Die wichtigsten Bauelemente von Photovoltaikanlagen sind die Solarzellen, die zu Solarmodulen oder Solarpaneelen zusammengeschlossen werden, und der Speicher (Akkumulator). Soll der produzierte Strom ins Netz eingespeist werden, geschieht dies durch einen Wechselrichter zur Umwandlung des Gleichstroms in spannungs- und phasengleichen Wechselstrom.

Grafik rechts: Die Komponenten einer Solaranlage zur Brauchwassererwärmung: Kollektor, Speicher, Regelstation.

Animation: Heindl - Internet AG

Aufwindkraftwerk, Prinzipskizze Solar Millenium AG

Aufwindkraftwerke nutzen die Eigenschaft, dass warme Luft nach oben steigt.
Unter einem Glasdach wird durch die Sonneneinstrahlung Luft erwärmt. Diese strebt in einem Kamin nach oben. Von den Rändern des Glasdachs strömt Umgebungsluft nach, die ebenfalls erwärmt wird. So wird die Sonneneinstrahlung zum "Motor" eines gleichbleibenden Aufwindes im Kamin. Eine im Kamin eingebaute Turbine wandelt die Windenergie mittels eines Generator in elektrische Energie um.

Ausgedacht hat sich diesen genialen und einfachen Aufbau Jörg Schlaich, Professor am Institut für Konstruktion und Entwurf der Universität Stuttgart. Eine Pilotanlage in Manzanares, südlich von Madrid, lief von Mitte 1986 bis Anfang 1989 fast ohne Unterbrechung mit einer Spitzenleistung von 50KW. Ihr Kollektor hat einen Durchmesser von 240 Metern, der Kamin mit einem Durchmesser von 10 Metern ist 195 Meter hoch. Wirtschaftlich arbeitende Anlagen mit einem Kilowattstunden-Preis von 5 - 25 Pfennig sind nur im großem Maßstab möglich.

Aufwindkraftwerk könnten in Afrika und Asien einen wichtigen Beitrag zur Energieversorgung leisten: Dort sind Platz und Sonnenlicht im Überfluss vorhanden.
Obwohl viele Länder wie der Sudan, Indien und Ghana konkretes Interesse an der Technologie gezeigt haben, sind jedoch alle Bauvorhaben in der dritten Welt an den hohen Kosten gescheitert. (ps)

Ausdehngefäße, genauer Membranausdehngefäße (MAG), werden in thermischen Solaranlagen zur notwendigen Absicherung gegen Volumen- und Druckveränderungen bei starker Erwärmung der zwischen Kollektor und Speicher zirkulierenden Solarflüssigkeit eingesetzt.

Die Ausdehngefäße von Solarwärmeanlagen sind geschlossene Behälter, in denen sich üblicherweise ein durch eine Membran abgetrenntes Stickstoffpolster befindet. Dehnt sich das Volumen der im Solarkreis enthaltenen Flüssigkeit durch Erhitzung aus, drückt sie innerhalb des Ausdehngefäßes die Gasblase zusammen; lässt bei sinkender Temperatur der Druck wieder nach, dehnt sich das Gas erneut aus und drückt die abgekühlte Solarflüssigkeit zurück in den Kreislauf.

Einem vergleichbaren Zweck dienen Ausdehngefäße im Heizungsbau, wo sie zum Ausgleich der Druckveränderungen im Heizungskreislauf von Zentralheizungen dienen; die in der Solartechnik eingesetzten Solargefäße müssen aber aufgrund der höheren Temperaturdifferenzen in Relation zum Gesamtinhalt des Solarkreises deutlich größer dimensioniert werden. Um auch bei Stillstandszeiten im Sommer höchste Sicherheit zu gewährleisten, muss das Ausdehngefäß wenigstens den vollständigen Flüssigkeitsinhalt der Kollektoren aufnehmen können, bei Vakuumröhrenkollektoren zusätzlich den Inhalt der Vor- und Rücklaufleitungen.


Bei Drain-Back-Systemen (DBS) übernimmt das Rücklaufgefäß die Funktion des Ausdehngefäßes mit.

Azimutwinkel (ß) und Neigungswinkel (α) Heindl Internet AG

Zur effektiven Nutzung der Sonnenstrahlung werden Module und Kollektoren so ausgerichtet, dass die solare Ernte möglichst groß ausfallen kann. Hierbei spielen neben dem Einfallswinkel der Sonne auch der "Azimutwinkel" und der Neigungswinkel der Module bzw. Kollektoren eine Rolle. Der Azimutwinkel (ß , im Bild rechts) gibt an, wie viel Grad die Flächen von Modul oder Kollektor von der exakten Südausrichtung abweichen. Der Neigungswinkel (α) betrifft die Abweichung von der Horizontalen. Untersuchungen belegen, dass Solaranlagen mit einem Azimutwinkel von etwa 0° und einem Neigungswinkel um 30° optimal ausgerichtet sind. Doch kleinere Abweichungen sind nicht unbedingt problematisch: Bei der Orientierung nach Südost oder Südwest können noch immer rund 95 % der möglichen Ernte eingefahren werden. Größere Anlagen werden zur Steigerung der Erträge mit Elektromotoren der Sonne nachgeführt. Siehe auch Nachführung.