Stromerzeugung mittels Solarenergie

- Erneuerbare, Regenerative und alternative Energien -

2.1 Stromerzeugung mittels Solarenergie

Über die Energie der Sonnenstrahlung kann man auf unterschiedliche Arten elektrischen Strom erzeugen. So gibt es die Möglichkeit, den "Photovoltaischen Effekt" zu nutzen und auf direktem Wege mittels Solarzellen Strom zu erzeugen, oder der Strom wird mittels solarthermischer Kraftwerke erzeugt.

a) Stromerzeugung mittels Solarzellen

Solarzellen zur Stromerzeugung basieren, wie bereits oben erwähnt, auf der Nutzung des "Photovoltaischen Effektes", welcher besagt, daß die Energie der Sonnenstrahlung ausreicht, um Elektronen aus einer Gitterstruktur zu lösen.

Solarzellen bestehen aus zwei Schichten von unterschiedlich dotierten (behandelten) Halbleitermaterialen, wobei in einer Schicht ein Elektronenüberschuß vorliegt, während es in der anderen Schicht einen Elektronen- mangel gibt.

Werden nun mittels des "Photovoltaischen Effektes" Elektronen aus der Gitterstruktur von der Schicht mit dem Elektronenüberschuß gelöst, bewegen sich diese freien Elektronen zur Schicht mit dem Elektronenmangel, um dort freie Plätze in der Gitterstruktur einzunehmen. Zwischen beiden Schichten fließt dann elektrischer Strom, den der Mensch sich nutzbar machen kann.

b) Stromerzeugung über solarthermische Kraftwerke

Bei solarthermischen Kraftwerken wird der elektrische Strom nicht direkt, sondern über den Umweg der Wärmeenergie erzeugt. So wird zum Beispiel bei Parabolrinnen Kraftwerken die Sonnenstrahlung in langen nach der Sonne ausrichtbaren Parabolrinnen aufgefangen und im Brennpunkt der Rinnen konzentriert. In dem Brennpunkt der Parabolrinnen verlaufen Rohre, durch die ein Wärmeträgermedium fließt, welches somit die Wärmeenergie aufnimmt.
Das stark erhitzte Wärmeträgermedium wird dann zu einem Wärmetauscher geleitet, um letztendlich Wasser zu verdampfen. Der entstandene Wasserdampf wird durch Turbinen geleitet, die Generatoren antreiben, die den gewünschten elektrischen Strom produzieren.

Solarthermische Kraftwerke können heutzutage bereits große Mengen an elektrischem Strom liefern. Eine Voraussetzung hierfür ist es allerdings ein Standort, an dem die Intensität der Sonne hoch ist und an dem die Sonne verhältnismäßig häufig scheint. So wurde vor Kurzen in Spanien ein Parabolrinnen Kraftwerk in Betrieb genommen, welches große Strommengen wirtschaftlich produzieren kann.
In Regionen, in denen die Sonnenintensität weniger hoch ist, wie zum Beispiel in Deutschland, lohnen solarthermische Kraftwerke derzeit nicht. In solchen Regionen wird die Solarenergie zur Stromerzeugung hauptsächlich in Form von Photovoltaikanlagen (Solarzellen) genutzt, da für diese Anwendung die Sonnenintensität hinreichend ist.

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