Solarthermie und Photovoltaik: alles, was Sie wissen müssen

In den letzten Jahren sind Sonnenkollektoren sowohl für Privathaushalte als auch für Produktionsunternehmen, die auf die Erzeugung sauberer, effizienter und nachhaltiger Energie achten, zu immer wichtigeren Elementen geworden.

Angesichts der durch die Covid-19-Pandemie verursachten erheblichen Veränderungen haben sich immer mehr Unternehmen und Menschen für einen umweltbewussteren Ansatz entschieden.

Trotz des Rückschlags vieler Sektoren verzeichnete der europäische Solarmarkt im Jahr 2020 ein Wachstum von 11% und eine Produktionssteigerung von 18,7 GW, den höchsten Wert in den letzten 9 Jahren. Dieser

Anstieg ist nicht nur auf die wettbewerbsfähigen Preise für Solarenergie zurückzuführen, sondern auch auf deren Skalierbarkeit und den hohen Grad an technologischer Innovation. Je nach Verwendung lassen sich zwei große Kategorien von Solarsystemen unterscheiden: Photovoltaik-Solarmodule und thermische Solarmodule. Lassen Sie uns alle Details sehen.

Wie Sonnenkollektoren funktionieren und wofür sie sind

Es ist üblich, Photovoltaik-Solarmodule mit thermischen zu verwechseln, die andererseits sanitäres Wasser produzieren. Dank Halbleitermaterialien können Photovoltaikanlagen nach Bestrahlung mit Sonnenlicht durch das physikalische Prinzip des Photovoltaikeffekts elektrischen Strom erzeugen. Der erzeugte Strom wird zu Hause und im Unternehmen verwendet oder in das nationale Stromnetz eingespeist, um eine Gutschrift auf der Rechnung durch die Anreize der Energieeffizienz zu erhalten.

Solarthermische Systeme nutzen die Sonnenenergie auch als erneuerbare Quelle, aber das Funktionsprinzip ist nicht dasselbe. In der Praxis ist der Effekt dem in einem Gewächshaus sehr ähnlich. Wenn das Licht auf die Oberfläche trifft, wird ein Teil der einfallenden Strahlen reflektiert, während der andere Teil durch das Glas gelangt, das die absorbierende Metallplatte bedeckt. Letzteres gibt nach dem Erhitzen Energie in Form von Infrarotstrahlung ab, die Rückwärme wird jedoch vom Glas selbst intern gespeichert und über die Spulen der Platte zu einem Speichertank transportiert.

Aber was passiert, wenn die Sonne nicht scheint?
Selbst bei bewölktem Himmel und geringer Sonneneinstrahlung können diese Systemtypen aufgrund der Reflexion der Wolken ausgehend von der diffusen Strahlung Wärme erzeugen. Die Wärme wird daher in einem Kessel (Gas oder Strom) gespeichert, der ein Volumen gewährleisten kann, das mehr als dem Doppelten des täglichen Warmwasserbedarfs entspricht. Die Sonneneinstrahlung kann sowohl von der Wolkendecke als auch von der Ausrichtung des Paneels in Bezug auf die Sonne abhängen. Wenn die Sonneneinstrahlung nicht ausreicht, wird daher eine Zentralheizung oder eine elektrische Heizung verwendet.

Was ist der Unterschied zwischen Solar- und Photovoltaikmodulen?

Nachdem wir kurz die Funktionsweise der beiden Haupttypen von Solarmodulen erläutert haben, wollen wir die jeweiligen Besonderheiten genauer betrachten.
Beide Technologien nutzen zwar dieselbe erneuerbare Energiequelle, jedoch mit völlig unterschiedlichen Methoden und Zwecken.

Thermische Solarmodule

Wie bereits erwähnt, nutzen thermische Solarmodule die Energie der Sonnenstrahlung und wandeln sie in Wärmeenergie um, die zur späteren Verwendung in einen Speicher übertragen werden kann, z. B. zur Erzeugung von Warmwasser oder zur Raumheizung. Sie nehmen normalerweise eine relativ kleine Oberfläche ein: Zum Erhitzen von Sanitärwasser kann auch die Installation eines einzelnen Solarthermie-Panels pro Haus ausreichend sein. Thermische Systeme weisen einen hohen Wirkungsgrad auf und erfordern dank der jüngsten Zugeständnisse und Anreize nur eine begrenzte Investition.
Zu den häufigsten Verwendungen gehören:

• Warmwasserbereitung
• Heizungsunterstützung
• Prozesswärme in der Industrie
• Solarkühlung

Photovoltaikmodule

Die Photovoltaik-Module haben andererseits die Funktion, Sonnenenergie in Gleichstrom umzuwandeln, der von einem Wechselrichter in Wechselstrom umgewandelt wird, das ist für den Hausgebrauch (z. B. Beleuchtung oder Haushaltsgeräte). Diese Arten von Systemen erfordern eine größere wirtschaftliche Investition, da sie mehr Paneele und daher viel mehr Platz benötigen, um den Energiebedarf eines Hauses oder eines Unternehmens zu decken.

Der Hauptvorteil der Photovoltaik liegt gerade in ihrer Vielseitigkeit. Der erzeugte Strom kann in der Tat für viele Anwendungen verwendet werden, wobei die wichtigsten folgende sind:

• Systeme zur Stromversorgung isolierter Benutzer
• Photovoltaik-Netzanschlusssysteme
• Anti-Blackout-Photovoltaikanlagen

Ein weiterer Vorteil von Photovoltaik-Solarmodulen ist ihr Beitrag zur Reduzierung des CO2-Fußabdrucks (Carbon Footprint) bei der Messung der Menge an Treibhausgasen, die wir in Gramm oder Kilogramm CO2 produzieren.

Um Ihnen ein tugendhaftes und umweltfreundliches Beispiel für Sonnenkollektoren zu zeigen, müssen wir nicht weit vom Hauptsitz von Fratelli Mariani in Cormano, Milan entfernt sein. Tatsächlich haben wir in den letzten Jahren ein größeres Bewusstsein für die Umweltauswirkungen unseres Unternehmens gewonnen. Aus diesem Grund haben wir begonnen, umweltverträglichere Entscheidungen zu treffen, angefangen bei den Gebäuden, wo unsere Firma untergebracht ist.

In diesem Zusammenhang haben wir Sonnenkollektoren auf den Dächern installiert, die eine Fläche von ca. 10.000 Quadratmetern abdecken. Diese Investition ermöglicht es uns, die Sonnenenergie mithilfe von Photovoltaikzellen zu erfassen und anschließend in Strom mit einem jährlichen Produktionspotenzial von bis zu 367.900 kWh umzuwandeln.

Woraus bestehen Sonnenkollektoren?

Obwohl es heute verschiedene Arten von Kollektoren gibt, besteht ein Solarthermie-Modul in seiner Grundkonfiguration aus den folgenden wesentlichen Komponenten:

• Ein Sonnenlichtabsorber, der einfallende Strahlung absorbieren und in Wärme umwandeln kann. Es besteht normalerweise aus einem Metall mit ausgezeichneter Wärmeleitfähigkeit (wie Kupfer oder Aluminium) und ist mit einer bestimmten selektiven Schicht beschichtet, um die Absorption zu erhöhen.
• Eine Glasplatte, die über dem Absorber positioniert ist, um sowohl den Durchgang von einfallendem Sonnenlicht als auch die Verhinderung der Wärmeableitung zu ermöglichen.
• Ein Aluminiumrahmen, der alle Teile zusammenhält, den Elementen widersteht und der Platte Festigkeit und Stabilität verleiht.
• Ein Auffangbehälter zur Speicherung des erzeugten Warmwassers.

Bei Photovoltaik-Solarmodulen ist das Grundelement das Photovoltaik-Modul, das Sonnenstrahlung direkt in Elektrizität umwandelt und aus einem Satz zusammengesetzter Siliziumsolarzellen besteht. Unter den vielen Modellen auf dem Markt ist das beliebteste das Modell, das aus 36 Zellen besteht, die in 4 parallelen Reihen angeordnet und in Reihe geschaltet sind, um die gewünschte Leistung zu erzielen.

Um eine weitere Unterstützung des Dachsystems zu gewährleisten, werden außerdem Streckmetall und Drahtgewebe mit hoher Beständigkeit gegen Witterungseinflüsse verwendet.

Das Leben der Sonnenkollektoren

Sonnenkollektoren haben keine unendliche Dauer: mit der Zeit können sie sich abnutzen und Schäden anderer Art erleiden. Wenn die Wartung nicht ausreicht, müssen sie sofort ersetzt werden.

Im Durchschnitt hat der Lebenszyklus einer Photovoltaikanlage eine Dauer von 20 bis 25 Jahren und einen jährlichen Leistungsverlust von 0,5%. Bei thermischen Solarmodulen hingegen beträgt die durchschnittliche Aktivität 10 bis 15 Jahre, vorausgesetzt jedoch, dass die normale Wartung regelmäßig zwei Jahre lang durchgeführt wird.

Fazit: Sonnenkollektoren was zu wissen

Laut dem Exekutivdirektor der Internationalen Energieagentur, Fatih Birol, wird Solar die Energie der Zukunft sein und Italien wird eine führende Rolle bei der Steuerung des Übergangs von fossilen zu völlig umweltfreundlichen Brennstoffen spielen. Sonnenkollektoren sind daher die ideale Lösung für diejenigen, die alternative Energie aus erneuerbaren Ressourcen mit einer dauerhaften und widerstandsfähigen Struktur nutzen möchten.

Was lohnt sich mehr Solar oder Photovoltaik?

Auf diese Frage gibt es keine einheitliche Antwort: sie hängt von einer Reihe von Faktoren ab, wie z. B. den Eigenschaften des Hauses, der Fläche, den klimatischen Bedingungen, der Ausrichtung des Daches, der erforderlichen kW-Menge und den familiären Konsumgewohnheiten. Die einzige Person, die technische Beratung zur optimalen Auswahl geben kann, ist ein erfahrener Fachmann in der Branche.