Sonnenkraftwerke
Erfahre, wie Solarkraftwerke funktionieren und warum sie trotz ihrer sonnenreichen Energie nicht unsere einzige Stromquelle sind. Entdecke die Techniken hinter Fotovoltaikanlagen und Sonnenkollektoren, und verstehen, warum die Speicherung der Energie ein Problem darstellt. Neugierig geworden? Vertiefe deine Kenntnisse in der Welt der Solarenergie!
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Grundlagen zum Thema Sonnenkraftwerke
Solarkraftwerke – Physik
Über das Sonnenlicht trifft in jeder Stunde genug Energie auf unsere Erde, um den Energiebedarf der gesamten Menschheit für ein Jahr zu decken. Jeden Monat liefert uns die Sonne mehr Energie als alle fossilen Brennstoffe zusammen.
Doch warum sind wir immer noch auf die Nutzung fossiler Brennstoffe angewiesen? Warum erzeugen wir nicht einfach unseren Strom ausschließlich durch Solarzellen und Solarkraftwerke?
Was ist ein Solarkraftwerk?
Um dies besser zu verstehen, schauen wir uns im Folgenden an, wie heutzutage die Solarenergie genutzt wird und wie ein Solarkraftwerk tatsächlich funktioniert.
Ein Solarkraftwerk ist ein Kraftwerk, in dem die Strahlungsenergie der Sonne in elektrische Energie oder thermische Energie umgewandelt wird.
Man entscheidet zwei grundsätzliche Arten von Solarkraftwerken: Fotovoltaikanlagen und thermische Solaranlagen.
Beide Arten können auch als Sonnenkaftwerke bezeichnet werden.
Es gibt also zwei primäre Methoden, die zu zwei verschiedenen Arten von Solarkraftwerken führen. Beide bringen jedoch den Nachteil mit sich, dass sie, aufgrund der Abhängigkeit von der Sonne und der schlechten Möglichkeit zur Speicherung der Energie, keine alleinige Alternative für die durchgehende Stromversorgung darstellen.
Fotovoltaikanlagen
Fotovoltaikanlagen basieren auf Solarzellen. In ihnen wird der fotoelektrische Effekt genutzt, um aus dem Sonnenlicht einen Gleichstrom zu erzeugen. Der Gleichstrom kann anschließend in einen Wechselstrom umgewandelt werden, so wie wir ihn aus der Steckdose kennen. Der bereitgestellte elektrische Strom lässt sich jedoch in großen Mengen nur sehr schwer speichern, weshalb auf diesem Weg eine Stromversorgung insbesondere bei Sonnenschein möglich ist.
Thermische Solaranlagen
Eine weitere Methode zur Nutzung der Sonnenenergie bieten thermische Solaranlagen (im großen Maßstab auch Sonnenwärmekraftwerke genannt). Es wird auch schlicht von Solarthermie gesprochen, wenn allgemein die Bereitstellung von thermischer Energie (also Wärme) durch Sonnenergie gemeint ist.
Das funktioniert über Sonnenkollektoren (auch: thermische Solarkollektoren), in denen die Strahlungsenergie der Sonne in thermische Energie umgewandelt wird. Das geschieht in der Regel, indem durch die Energie des Sonnenlichts Wasser erhitzt wird.
Hierdurch ist es zum Beispiel möglich, Gebäude zu heizen oder Meerwasser für die Trinkwasseraufbereitung zu entsalzen.
In großen Sonnenwärmekraftwerken wird das Sonnenlicht über eine Anordnung von Spiegeln gebündelt und auf das Wasser oder eine andere Flüssigkeit gerichtet, wodurch diese verdampft. Mit dem Dampf kann dann eine Turbine angetrieben und elektrischer Strom erzeugt werden.
Das erhitzte Wasser lässt sich zwar verglichen mit dem Strom etwas besser speichern, aber eine wirklich langfristige und effektive Speichermöglichkeit gibt es auch hierfür nicht, weshalb sich auch hier die Verfügbarkeit stark nach der Sonne richtet.
Solarkraftwerke – Zusammenfassung
In diesem Video hast du auf eine einfache Art die Funktionsweise von Solarkraftwerken erklärt bekommen. Du hast gelernt, was Solaranlagen sind und wie Solarzellen und Sonnenkollektoren die Energie der Sonne in für uns nutzbare Energie umwandeln. Zudem kennst du nun auch den Grund, warum die Solarenergie keine alleinige Lösung für eine nachhaltige Energieversorgung ist.
Falls du dich auf ein Referat über Solarkraftwerke vorbereiten willst, bietet der folgende Steckbrief noch einmal eine gute Übersicht. Mit dieser dürfte deine Präsentation kein Problem mehr werden.
| Steckbrief zu Solarkraftwerken | ||
|---|---|---|
| Art des Kraftwerks: | Fotovoltaikanlagen | Sonnenkollektoren |
| Funktionsweise: | Erzeugung von Strom durch die Nutzung des fotoelektrischen Effekts | Erwärmung von Wasser mithilfe des Sonnenlichts |
| Wirkungsgrad: | - Ca. $20\,\%$ | - Ca. $50\,\%$ |
| Vorteile: | - Direkte Erzeugung von Strom - Erzeugter Strom vielseitig nutzbar |
- Höherer Wirkungsgrad - Direkte Gewinnung von Warmwasser für z. B. Heizungen |
| Nachteile: | - Erzeugter Strom lässt sich schwer speichern. | - Erzeugte Wärme lässt sich schwer speichern. - Geringere Anzahl an Nutzungsmöglichkeiten |
Zusammenfassend lässt sich somit sagen, dass Solarkraftwerke einen wichtigen Beitrag zur nachhaltigen Energieversorgung liefern. Solange es keine effektiven Möglichkeiten zur Speicherung der erzeugten Energieformen gibt, sind wir jedoch auf ein breites Spektrum an Kraftwerken angewiesen, um eine durchgängige Energieversorgung gewährleisten zu können. Beispiele hierfür sind Windkraftanlagen oder Geothermiekraftwerke.
Transkript Sonnenkraftwerke
Die Sonne ist die perfekte Quelle für Energie in Form von Licht und Wärmestrahlung. In einer Stunde liefert die Sonne so viel umweltfreundliche und erneuerbare Energie wie die Weltbevölkerung in einem Jahr verbraucht. In einem Monat liefert sie so viel Energie wie alle fossilen Brennstoffe, die jemals auf der Erde existiert haben. Die auf die Erde eingestrahlte Sonnenergie könnte unseren Energiebedarf um mehr als das Tausendfache decken. Aber die Umwandlung der Sonnenenergie in nutzbare Energieformen ist schwierig. Derzeit kann die Sonnenstrahlung entweder indirekt zur Stromerzeugung oder direkt zum Erhitzen von Wasser genutzt werden. Wenn Sonnenlicht auf bestimmte Materialien, z. B. Silizium, trifft, setzt es Elektronen frei und erzeugt einen Gleichstrom. Diese Technik heißt Photovoltaik. Kleine Solarzellen wurden zuerst in Geräte wie Taschenrechner eingebaut. Heute dienen größere Solarmodule zur Energieversorgung von Erdsatelliten. Die Produktion von Solarzellen steigt jährlich um ca. 20 %. Keine andere Energietechnologie wächst so stark. Es wurden einige Solarkraftwerke gebaut, aber sie sind teuer und oft unwirtschaftlich. Sonnenschein ist eben nicht immer verfügbar und es gibt keine effizienten Speichertechniken für elektrische Energie. Sonnenkollektoren nutzen das Sonnenlicht auf andere Weise. Die Wärmestrahlung der Sonne erhitzt Wasser, das durch die Kollektoren fließt. Das heiße Wasser kann für Nachtheizungen von Gebäuden gespeichert werden. Sonnenkollektoren sind langlebig, müssen kaum gewartet werden und können unterschiedlichen Gebäuden individuell angepasst werden. Die Speicherung der Sonnenenergie ist das größte Problem. Sonnenenergie muss in nutzbare Energieformen – wie elektrische Energie oder Wärmeenergie umgewandelt werden – eine effektive Speicherung in Batterien ist nicht möglich. Es sind daher entscheidende technologische Verbesserungen bei der Gewinnung und Speicherung erforderlich, damit die Sonnenenergie zur Hauptquelle unserer Energieversorgung werden kann.
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sehr gutes viedio
Gut
Sehr gutes video 💛!!
Ein sehr gutes Video:)