Solarenergie kombiniert mit anderen erneuerbaren Quellen. Schema, Beschreibung

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Solarenergie kombiniert mit anderen erneuerbaren Quellen. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

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Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Alternative Energiequellen

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Ein gutes Ergebnis ist die Kombination verschiedener erneuerbarer Energiequellen, beispielsweise Solarwärme kombiniert mit saisonaler Wärmespeicherung in Form von Biomasse. Oder wenn der verbleibende Energiebedarf sehr gering ist, können zusätzlich zur Solarheizung flüssige oder gasförmige Biobrennstoffe in Kombination mit effizienten Heizkesseln eingesetzt werden.

Eine interessante Kombination sind Solarheizung und Feststoff-Biomassekessel. Damit ist auch das Problem der saisonalen Speicherung von Sonnenenergie gelöst. Die Nutzung von Biomasse im Sommer ist nicht die optimale Lösung, da der Wirkungsgrad von Kesseln bei Teillast gering ist, zudem die Verluste in den Rohren relativ hoch sind – und bei kleinen Anlagen die Verbrennung von Holz im Sommer unpraktisch sein kann. In solchen Fällen kann die gesamte Wärmelast im Sommer zu 100 % durch Solarwärme gedeckt werden. Im Winter, wenn die Menge an Sonnenenergie vernachlässigbar gering ist, wird fast die gesamte Wärme durch die Verbrennung von Biomasse erzeugt.

In Mitteleuropa gibt es große Erfahrungen mit der Kombination von Solarthermie und Biomasseverbrennung zur Wärmeerzeugung. Typischerweise werden etwa 20–30 % der gesamten Wärmelast durch die Solaranlage gedeckt, wobei die Hauptlast (70–80 %) durch Biomasse bereitgestellt wird. Diese Kombination kann sowohl in einzelnen Wohngebäuden als auch in zentralen (Fern-)Heizsystemen eingesetzt werden. Unter den Bedingungen Mitteleuropas reichen etwa 10 Kubikmeter Biomasse (zum Beispiel Brennholz) aus, um ein Privathaus zu heizen, und eine Solaranlage kann bis zu 3 Kubikmeter Brennholz pro Jahr einsparen.

Tipps für den Designer

Bei der Planung einer Photovoltaikanlage müssen verschiedene Faktoren berücksichtigt werden, um optimale Lösungen zu finden. Zunächst müssen Sie herausfinden, wie viel Energie die Anlage benötigt. Anschließend wird der gesamte Tagesverbrauch in Amperestunden berechnet. Die Gesamtenergiespeichermenge ergibt sich aus dem gesamten Tages- und Wochenverbrauch. Es ist zu berücksichtigen, an wie vielen bewölkten Tagen die Anlage betrieben werden soll. Abschließend muss abgeschätzt werden, wie viele Photovoltaikmodule benötigt werden, um ausreichend Energie zu produzieren. Die Photovoltaikanlage kann auch mit anderen Energiequellen kombiniert werden. Erfolgreich kombiniert beispielsweise eine kleine Windkraftanlage und Solarzellen. Die dabei entstehende Energie kann in einer Blei- oder Nickel-Cadmium-Batterie gespeichert werden.

Typische Systemeigenschaften

Netzunabhängige Systeme sind weniger effizient, da sie das ganze Jahr über mit nahezu konstanter Last laufen und ihre PV-Module so dimensioniert sind, dass sie im Winter genügend Strom liefern, auch wenn dies im Sommer zu einer Überproduktion führt. Eine typische professionelle Anlage in Europa produziert durchschnittlich 200–550 kWh/kWp pro Jahr.

Hybridsysteme haben einen höheren Leistungskoeffizienten, da sie im Sommer auf die erforderliche Last ausgelegt sind und im Winter und bei schlechtem Wetter durch ein weiteres System – eine Windkraftanlage oder einen Dieselgenerator – ergänzt werden. Die typische durchschnittliche Jahresleistung einer solchen Anlage beträgt 500-1250 kWh/kWp, abhängig von den Verlusten durch den Laderegler und die Batterie.

Den besten Wirkungsgrad haben netzgekoppelte Photovoltaikanlagen, da die gesamte erzeugte Energie entweder vollständig vor Ort genutzt oder ins Netz eingespeist wird. Die typische durchschnittliche Jahresleistung beträgt 800–1400 kWh/kWp.

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