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Solaranlagen: Klimaschutz durch aktive Solarenergienutzung

Wärme und Strom von der Sonne:  Die Sonne strahlt jährlich ein Vielfaches der vom Menschen benötigten Energiemenge kostenlos auf die Erdoberfläche. Pro Quadratmeter und Jahr stellt uns die Sonne ungefähr 1.000 Kilowattstunden Energie zur Verfügung. Private Haushalte können die Sonnenenergie technisch und wirtschaftlich sinnvoll mit zwei Arten von Anlagen nutzen:

  • Thermische Solaranlagen erzeugen Warmwasser
  • Solarstromanlagen erzeugen elektrischen Strom

Die Umwandlung von Sonnenlicht in Wärme oder Strom erfolgt umweltfreundlich ohne die Emission des klimagefährdenden Kohlenstoffdioxids.

Thermische Solaranlagen zur Warmwasserbereitung

Skizze eines Hauses mit thermischer Solaranlage
Thermische Solaranlage:
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Thermische Solaranlagen können entweder das Trinkwasser erwärmen und / oder zusätzlich die Heizung unterstützen.
Die Thermische Solaranlage besteht aus den Solarkollektoren, der Solarstation mit Pumpen und Regelung und dem Warmwasser-Schichten-Speicher.
Die Solarkollektoren sind in südorientierte Dachflächen integrierbar. Die Dachneigung sollte zwischen 15° und 55° betragen (95% Ertrag), ideal sind 37° (100% Ertrag).
Solaranlagen zur Warmwasserbereitung werden so ausgelegt, dass sie in den Sommermonaten (Mai bis August) den Warmwasserbedarf vollständig decken. In den Übergangszeiten und im Winter wird das Strahlungsangebot dann lediglich zur Vorwärmung des Wassers genutzt. Über das Jahr gesehen kann der Energiebedarf für die Warmwasserbereitung zu ca. 60% durch Sonnenenergie gedeckt werden.
Bei Einsatz von Solarthermischen Anlagen zur Warmwasserbereitung rechnet man bei Einfamilienhäusern mit 1,5 bis 2 m² Kollektorfläche pro Person. Als notwendiges Speichervolumen geht man vom zweifachen des täglichen Warmwasserbedarfs aus, dies sind ca. 80 - 100 Liter pro Person und Tag. Diese Menge reicht dann aus, um auch ein oder zwei sonnenärmere Tage überbrücken zu können. Typische Einfamilienhausanlagen bestehen aus 4 bis 4,5 m² Hochleistungskollektoren mit 300 - 350 Liter Solarschichtenspeicher.

Photovoltaik - Strom aus der Sonne

Skizze eines Hauses mit netzgekoppelter Photovoltaikanlage
Photovoltaikanlage:
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Unter Photovoltaik versteht man die direkte Umwandlung von Sonnenenergie in elektrischen Strom. Die Umwandlung erfolgt durch Solarzellen, die in einem Solargenerator zusammen geschaltet sind. Da die Solarstromerzeugung und der Stromverbrauch meist nicht gleichzeitig stattfinden, nutzt man das öffentliche Netz zum Ausgleich. Hierfür wird der vom Solargenerator erzeugte Gleichstrom in einem Wechselrichter in den üblichen Netzwechselstrom (230 Volt, 50 Hertz) umgewandelt und über einen Zähler in das öffentliche Netz eingespeist. Die elektrischen Verbraucher im Haus beziehen dann ihren Strom wie gewohnt über einen Sicherungskasten und den Bezugszähler aus dem öffentlichen Netz. Da der Eigenverbrauch des selbst erzeugten Solarstroms seit einiger Zeit mit besonderen Solar-Vergütungen nach dem Erneuerbare Energien Gesetz (EEG) bedacht wird, empfiehlt sich ein zusätzlicher Zähler zur Ermittlung des selbst verbrauchten Solarstromanteils.

Solarmodule
Solarmodule

Bei guten Verhältnissen, das heißt Südorientierung, Neigungswinkel zwischen 30° und 45° und Verschattungsfreiheit, können Solarstromanlagen pro Kilo-Watt-peak (kWp) installierter Leistung, etwa 850 Kilowattstunden (kWh) Strom pro Jahr erzeugen. Für eine 1.000 Watt-Anlage benötigt man ca. 8 bis 10 m² Dachfläche. Ein mit energiesparenden Geräten ausgestatteter Haushalt kann bereits mit einer 2 kWp-Anlage in der Jahresbilanz genauso viel Strom erzeugen, wie er verbraucht.
Mit zunehmender Anlagengröße sinken die spezifischen Kosten für Installation, Anlage und Versicherung, so dass große, evtl. gemeinschaftlich gebaute Anlagen günstiger werden.
Die Landeshauptstadt Kiel hat sich auf Beschluss der Ratsversammlung schon im Jahr 2005 der bundesweiten Solarstrom-Kampagne SolarLokal angeschlossen. Informationen zur Solarenergienutzung in Kiel gibt es hier.

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