In der Solarthermie wird die thermische Energie der Sonnenstrahlung nutzbar gemacht. Bei der passiven Nutzung in der Architektur erwärmt die Sonne direkt, also ohne technische Apparate, ein Gebäude z. B. durch entsprechend ausgerichtete Fensterflächen.
Von aktiver Nutzung spricht man dann, wenn entsprechend konstruierte Absorberflächen Sonnenwärme sammeln und diese mit Hilfe eines Mediums z. B. zu einem Wärmespeicher transportiert wird. Im Haushalt findet die Sonnenwärme vorwiegend zur Erwärmung von Wasser und der Raumluft bzw. den Räumen Verwendung. In der Industrie ist darüber hinaus noch die Umwandlung in chemische Energie, elektrische Energie und mechanische Energie anzutreffen.
Eine typische Anwendung ist der Sonnenkollektor. Solarthermische Anwendungen sind umso effizienter, je mehr von der Sonneneinstrahlung tatsächlich absorbiert wird und je weniger der dabei entstehenden Wärme durch Wärmestrahlung, Wärmeleitung oder Wärmeübertragung verloren geht. Um eine möglichst hohe Effizienz zu erreichen, verfügen mittlerweile die marktüblichen Absorber von Sonnenkollektoren über eine selektive Beschichtung. Diese hat eine besonders hohe Aufnahmefähigkeit (Absorptionsgrad) für den Spektralbereich des Sonnenlichts, in dem die meiste Energie eingestrahlt wird, während die Abstrahlung infraroter Wärme-Strahlung durch einen geringen Emissionsgrad minimiert wird. Einfache schwarze Farbe nimmt dagegen Strahlung so gut auf, wie sie Wärmestrahlung abgibt.
Funktionsprinzip Solarthermieanlage:
Der Solarkollektor sammelt Sonnenstrahlen und wandelt diese in Wärmeenergie um. Die Strahlungswärme erhitzt die Solarflüssigkeit im Solarkreislauf. Diese wird durch die Pumpe in der Solarstation in den Solarspeicher befördert und durch den dort eingebauten Wärmetauscher an das Trinkwasser abgegeben. Die abgekühlte Flüssigkeit strömt in den Kollektor zurück und wird erneut aufgeheizt. Diesen Kreislauf steuert der Solarregler. Er schaltet die Pumpe ein, wenn Sonnenwärme zur Verfügung steht, wenn keine Sonne scheint, ist die Pumpe ausgeschaltet.
Falls es die Sonne einmal nicht schaffen sollte, den Wasserspeicher auf Brauchwassertemperatur (ca. 60 °C) zu erwärmen, springt automatisch die Heizung an und gewährleistet die Nacherwärmung. Bei entsprechend größer ausgelegtem System kann die Anlage auch zur Heizungsunterstützung genutzt werden.
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