Solaranlagen

Solaranlagen stellen eine hochwertige technische Einrichtungen dar, die die Ausbeutung der Energie der Sonne nutzen. Die Basis für die jeweiligen Prozesse stellen spezielle Umwandlungsvorgänge dar, die aus solarer Energie, insbesondere der Energie der Sonnenstrahlen, sowohl Wärme als auch elektrischen Strom gewinnen lassen.

Die Solaranlagen sind im Laufe der Jahre, ausgehend von den überdimensionalen Vorrichtungen der Solarkraftwerke für die gewerbliche Nutzung so konzipiert worden, dass diese gerade auch für die private Energiebereitstellung in Form von Heizanlagen, als sogenannte thermischen Solaranlagen oder Photovoltaikanlagen, relevant sind.

Aus Sonnenenergie lassen sich unterschiedliche Formen der Energie erzeugen, was in Abhängigkeit von den physikalischen Wirkprinzipien und deren technischer Umsetzung abhängt.

Thermische Solaranlagen treten durch die Anbringung der Kollektoren auf Dächern oder auf Grundstücken in Erscheinung und dienen zur Erzeugung von Heizwärme und warmem Brauchwasser. Darüber hinaus ist es möglich, mit Solaranlagen die sogenannte Prozesswärme zu erzeugen, die neben der Raumbeheizung benötigt wird. Der Sonnenkollektor, der sich durch eine spezifische Bauweise auszeichnet, nimmt die auftreffenden Sonnenstrahlen auf, indem diese die Oberflächen aufheizen. Genutzt werden bei diesen Solaranlagen sowohl die elektromagnetischen Wellen des Sonnenlichts als auch die infraroten Lichtbereiche, die reich an Wärmeenergie sind.

Photovoltaikanlagen arbeiten auf der Grundlage von Solarzellen. Diese werden in mehreren Modulen genutzt, um aus der elektromagnetischen Energie der Sonnenstrahlen elektrischen Strom zu gewinnen. Es entsteht in der technischen Umsetzung Gleichstrom. Dieser muss für eine praktische Verwendbarkeit durch einen zwischengeschalteten Wechselrichter in Wechselstrom überführt werden. Die physikalischen Prozesse, die bei einer Photovoltaikanlage als eine spezielle Kategorie der Solaranlagen zur Ausnutzung kommen, werden als Ladungstrennung von Photonen bezeichnet. Solaranlagen sind nicht nur für den eigenen Bedarf, sondern gleichsam als Einspeisung in das öffentliche Stromnetz einsetzbar.

Für die Installation von Solaranlagen und Photovoltaikeinrichtungen ist es wichtig, verschiedene Grundlagen zu beachten. Diese können die Wirtschaftlichkeit und Effizienz der ökologischen Energiegewinnung beeinflussen und hängen häufig von den baulichen Gegebenheiten ab. Als besonders vorteilhaft und sinnvoll erweist es sich, die Sonnenkollektoren in eine günstige Richtung zu bringen, damit ein optimaler Neigungswinkel und eine gute Positionierung einen möglichst verlustarmen Betrieb der Solaranlagen mit einem hohen Wirkungsgrad ermöglichen. Die Neigungen und die Himmelsrichtungen von Dächern müssen in diesem Zusammenhang fachlich unterlegten Richtwerten entsprechen. Darüber hinaus erfolgt die Auswahl der Solaranlagen in Abhängigkeit verschiedener Erfordernisse, um eine Überdimensionierung zu vermeiden. Nicht nur um Kosten zu sparen, sondern um gleichsam eine wirtschaftliche Nutzung der Solaranlagen zu gewährleisten, sollte sowohl der Verbrauch an warmem Wasser als auch der Bedarf an Heizenergie bekannt sein. Beträgt der Verbrauch von 45 °C heißem Warmwasser täglich etwa 50 Liter,  kann eine kleinere Solaranlage ausreichend sein. Dies bedeutet, bezogen auf die Flächenparameter des Kollektors, dass pro Haushaltsmitglied etwa 1,2 m² bis 1,5 m² ausreichend sind.