Hausbautipps24 - Der Hausbau

Im Abschnitt Hausbau informieren wir Sie über den Hausbau selbst, beginnend mit der Bauplanung, die entscheidend dafür ist, welche Bauweise gewählt werden soll und endend mit dem Innenausbau. Zusätzlich können Sie unsere kostenlosen Online Ratgeber für viele Teilbereiche des Hausbaus nutzen. Informationen über Massivhaus, Fertighaus oder Holzhaus verbinden sich mit Grundlagen der ökologischen Bauweise und Hinweisen auf das barrierefreie Bauen. Den wichtigen Artikeln über die Außenanlagen, wie Garage, Carport, Swimingpool, Wintergarten, Terrasse und Balkon folgen Infos über Baustoffe, Bauteile und Dämmstoffe, sowie Neuheiten von Dach und Keller. Im Rahmen der Haustechnik erhalten Sie ausführliche Informationen über Elektroarbeiten, Heizungstechnik, Sanitärinstallation und Sicherheit beim Hausbau. Die Möglichkeiten zur Anforderung von Haus-Katalogen beschließen den Abschnitt Hausbau.


Nachteile der Solarenergie

Einige der nachfolgend beschriebenen Nachteile sind sicherlich nur vorübergehender Natur und werden sich in den nächsten Jahren erheblich vermindern.

Abhängigkeit vom Wetter:

In unseren Breitengraden ist die Sonneneinstrahlung sehr abhängig vom Wetter allgemein, von der Jahreszeit und hauptsächlich von der Tageszeit.
Das bedeutet, daß eine entsprechende Speichertechnologie entwickelt werden muß, die den tagsüber, im Sommer und / oder bei Sonnenschein produzierten Strom auch hinreichend lange bis zur Verwendung speichern kann.

Emissionen:

Die Erzeugung von Strom durch Sonnenenergie ist bei Gesamtbetrachtung der ökologischen Bilanz der Herstellung von solartechnischen Anlagen nicht emissionsfrei. Für die Herstellung wird Energie, sowie chemische Mittel und auch Wasser verbraucht. Nach einer Studie der EU muß eine Solaranlage zwischen 2 und 4 Jahre Energie erzeugen, um die aufgewendeten Ressourcen wieder einzubringen.

Kosten:

Die Kosten der Stromerzeugung durch Fotovoltaik sind zur Zeit noch höher, als bei allen anderen Stromerzeugungsarten. Man rechnet mit einem Herstellungspreis von ca. 45 Cent pro Kilowattstunde.
Der Preis zur Herstellung von Strom aus Windkraft kostet dagegen nur  ca. 7 Cent pro Kilowattstunde. 

Windkrafträder
Copyright: BMU / Böhme

Vorteile der Solarenergie

Die wesentlichen Vorteile der Nutzung von Sonnenenergie im Rahmen der Fotovoltaik und der Solarthermie liegen auf der Hand.


Vorräte:

Die Solarenergie ist im Gegensatz zu den fossilen Energiequellen oder dem zur  Erzeugung von Strom aus Atomkraft notwendigen Plutonium unbegrenzt verfügbar.
 

Emissionen:

Bei der Verwendung von Solarenergie entstehen weder Feinstaub- Russpartikel noch Treibhausgase, wie Co2.        

Energieverlust:

Es entstehen erheblich geringere Energieverluste gegenüber den heute vorhandenen Hochspannungsleitungen. Nach den Betreiberangaben verlieren die Energieerzeuger durch Verteilung und Übertragung des Stroms ca. 14 % der verfügbaren Energie. Eine Fotovoltaikanlage auf dem Dach hat fast keine Energieverluste auf dem Weg zum Abnehmer im Haus.

Wohnanlage mit Solarenergie
Copyright: BMU / Brigitte Hiss

Kosten:

Nach Angaben der Energiewirtschaft sind die Kosten für die Verteilung und Übertragung des elektrischen Stroms genau so hoch, wie die Erzeugung der elektrischen Energie selbst. Dem gegenüber entfallen diese Kosten bei einer Fotovoltaik - Anlage auf dem Hausdach aus volkswirtschaftlicher Sicht komplett.

Abhängigkeit:

Durch die Eigenproduktion von Energie sinkt die Abhängigkeit von den großen Ölförder-Unternehmen und von dem nicht immer nachzuvollziehenden Preisanstieg des Börsenpreises für Erdöl. Auch politische Wirrnisse in Ölförder-Regionen können dann keinen oder zumindest nur einen drastisch verringerten Einfluß auf die Versorgung mit elektrischer Energie und Heizöl mehr nehmen.

Wie kann Solarstrom gespeichert werden

Der Solarstrom wird in der Regel dann nicht produziert, wenn er besonders gebraucht wird, z.B. nachts zum Beleuchten. Aus diesem Grund müssen Möglichkeiten gefunden werden, den am Tag gewonnenen Strom zu speichern, um ihn auch nachts nutzen zu können.


Hierzu gibt es verschiedene Möglichkeiten, angefangen von der Solarbatterie, insbesondere für kleine Solaranlagen, bis hin zu geothermischen Speichern.
 

Ein neuartiges Verfahren zur Solarstrom - Speicherung ist das sogenannte Solzinc-Verfahren, bei dem aus Zinkoxyd durch solarthermische Behandlung das Metall Zink (daher der Name sol–zinc) hergestellt wird.

Eine weitere Methode der Stromspeicherung ist die Elektrolyse von Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff. Der Wasserstoff wird dann zu Methanol weiterverarbeitet und in Tanks gespeichert. Bei Bedarf wird dann aus dem gespeicherten Methanol mittels einer Brennstoffzelle wieder elektrischer Strom hergestellt.

Bild einer Brennstoffzelle mit Methanolspeisung
Bild einer Brennstoffzelle mit Methanolspeisung
Grafik: Hahn-Meitner-Institut Berlin.

Was kann die Solarenergie bewirken

Die Sonne ist eine unerschöpfliche Energiequelle und wird in Zukunft einen immer größeren Beitrag dazu leisten, die Energieversorgung der Menschheit zu befriedigen. Sonnenenergie ist umweltfreundlich, universal einsetzbar und zukunftsgerichtet.
Durch Solarstromanlagen bekommen auch die mehreren Milliarden Menschen ohne Stromversorgung erstmals eine reelle Chance, zivilisatorische Grundbedürfnisse wie Strom, Kommunikation, Bildung und Kranken- und Behindertenversorgung erfüllen zu können und am technischen Fortschritt mit teilzuhaben. Energie ist die Grundlage für jede fortschrittliche Entwicklung einer Kultur. Und die Sonne, die dazu nötig ist, gibt es überall kostenlos.
Die nachstehende Grafik verdeutlicht, wie aufgrund der verfügbaren gemessenen Daten durch die Errichtung von Sonnenkraftwerken in nur 6 Standorten auf der Welt mehr Energie produziert werden könnte, als auf der gesamten Erde derzeit mit allen Energiearten zusammengenommen. Dabei unterstellt der Autor, Matthias Loster, daß die Effizienz der Sonnenenergie-Ausnutzung mit unseren derzeitigen technischen Möglichkeiten bei nur 8% der nutzbaren Strahlung liegt.

Übersicht über mögliche Standorte von Solarkraftanlagen Neben der unzweifelhaften ökologischen Bedeutung der Solarenergie ist auch der Aspekt der Abhängigkeit von Ölmultis und der Angst vor der Absahner- Mentalität der großen Stromkonzerne nicht weg zu diskutieren.

Mit der Nutzung der Solarenergie wird der Weg frei gemacht zu einer unabhängigeren Versorgung mit Energie. Mit der weiteren Ausbreitung und technischen Verbesserung der Anlagen werden sich auch die Investitions-Kosten für die Erstanschaffung sehr schnell amortisieren.

Nicht zuletzt bewirkt die weitere Verbreitung von Solarenergie - Anlagen einen Arbeitsplätze fördernden Effekt, der sich bereits heute auswirkt.

Bildquelle:
Dieses Bild basiert auf dem Bild „Solar land area.png“ aus der freien Enzyklopädie Wikipedia und steht unter der GNU-Lizenz für freie Dokumentation. Der Urheber des Bildes ist Matthias Loster.

Wie wird die Solarenergie genutzt

Die Nutzanwendung der Solarenergie bezeichnet man allgemein als Solartechnik.
Dabei unterscheidet man zwischen Fotovoltaik und Solarthermie.

Die Anwendung zur Erzeugung von Strom, wird als Fotovoltaik bezeichnet.

Die Energie des Sonnenlichtes wird dabei direkt in elektrische Energie umgewandelt. Dazu benutzt man Solarzellen und Solarmodule.

Das Foto zeigt eine Silizium-Solarzelle

Das Bild zeigt eine Silizium-SolarzelleEine Solarzelle ist eine dünne Silizium- Scheibe. Auf der Solarzelle befindliche Leiterbahnen führen die vom Sonnenlicht produzierte Energie ab. Wenn mehrere Solarzellen miteinander verbunden werden, bilden sie ein Fotovoltaik Modul.


Das Foto zeigt ein Solarzellenmodul

Das Bild zeigt ein SolarzellenmodulVerbindet man dann mehrere Fotovoltaik Module miteinander, ergeben Sie einen Generator, mit dem  elektrische Energie hergestellt wird.

Die Anwendung zur Gewinnung von Wärme nennt man Solarthermie.

In der Solarthermie wird die  Infrarot-Strahlung der Sonne als thermische Energie genutzt und über Solarthermie-Anlagen aufgefangen.

Eine Solarthermie-Anlage besteht aus einem Kollektorfeld auf dem Dach, einem Solarspeicher mit  eingebauten Wärmetauschern und einer Pumpe. Diese Komponenten sind durch Rohre miteinander verbunden und bilden den Solarkreislauf.

Bild einer SolaranlageMan unterscheidet je nach gewünschter Nutzung der Anlage zwischen zwei verschiedenen Arten von solarthermischen Anlagen:

Anlage zur Gewinnung von Brauchwasser

Hierbei wird nur das Brauchwasser aus der Wasserleitung mit Hilfe der Kollektoren erwärmt und in den Haus-Kreislauf des Wassers eingespeist.

Anlage zur Gewinnung von Brauchwasser und zur Heizungsunterstützung

Bei dieser Anlage wird neben dem Brauchwasser auch die Heizung unterstützt. Die Verwendung erfolgt meistens im Rahmen einer Fußbodenheizung, denn hier reicht die Temperatur bereits  für den Heizungs - Wasser – Kreislauf aus.

Diese Art der Umwandlung von Sonnenenergie in thermische Energie durch  Sonnenkollektoren ist die sicherlich am meisten verbreitete  Nutzung der Sonnenenergie im Bereich der Solartechnik.

Bildquellen:
Bild 1+2 Hahn-Meitner-Institut Berlin.
Bild 3 Pixelquelle.de

Was ist Solarenergie


Sonnenuntergang - Einleitung was ist Solarenergie
Foto: Jörg Förster, www.faszination-natur-pur.de

Als Solarenergie wird die von der Sonne erzeugte Energie bezeichnet, die als elektromagnetische Strahlung die Erdoberfläche erreicht. Eine Strahlung, die nicht sichtbar, aber messbar und fühlbar ist.


Da diese Strahlung seit Jahrhunderten in gleicher Intensität (konstant) auf die Erde trifft, hat man zur Bezeichnung für diesen Wert den Begriff Solarkonstante eingeführt. Die Solarkonstante wird an der Grenze von Atmosphäre und Weltraum gemessen und beträgt ca. 1,367 kW/qm. Leider gelangt nicht die gesamte Energie(menge) zur Erde. Ein Teil wird in das Weltall reflektiert, ein anderer durch die in der Atmosphäre vorhandenen Teilchen von Staub, Eis und Wasser aufgesogen.
 
Wenn die Strahlung im rechten Winkel auf einen Punkt auf der Erde trifft, hat die Strahlungsintensität noch einen Wert von ca. 1 kW / qm. Ein höherer Wert für die Intensität der Strahlung ist nicht möglich. Je schräger die Strahlung auf die Erde trifft, desto geringer wird der Strahlungswert.

Daraus ergibt sich für die Praxis die Notwendigkeit, den Neigungswinkel des Daches, auf dem die Solaranlage montiert wird, so einzurichten, dass ein größtmöglicher Sonnenertrag erreicht wird. Die unterschiedlichen Erträge aus Solaranlagen liegen oftmals in der falschen Ausrichtung des Gebäudes selbst oder im Neigungswinkel des Daches begründet.

Weiterer Veränderungen im Solarertrag ergeben sich daraus, daß die Erde je nach der Jahreszeit nicht immer den gleichen Abstand von der Sonne hat. Wie jeder weiß, hat die Sonne im Sommer eine erheblich höhere Strahlungskraft, als im Winter.

SOLARENERGIE


Bilder einer Sonne - Einleitung zum Thema Solarenergie

Grafik : Hahn-Meitner-Institut Berlin.

Die Grundfragen

Um einen Einstieg in die Problematik der Solarenergie zu erhalten, ist es erforderlich, die grundlegenden Fragen, die mit der Nutzung der Solarenergie für den privaten Hausbau zusammenhängen, zu klären.


Diese Grundfragen beginnen mit der Begriffsbestimmung, was ist eigentlich Solarenergie? Nach Klärung dieser Frage geht es daran, die Problematik der Nutzung von Solarenergie aufzuzeigen und die möglichen Wirkungen der Solarenergie auf den Energieverbrauch und die damit verbundenen Kosten einer Solaranlage darzustellen.

Eine Kernfrage für die Nutzung der Solarenergie ist die Speicherung von Solarstrom, denn in der Regel wird hauptsächlich tagsüber Solarenergie gewonnen und bei Nacht verbraucht. Abschließend werden die Vor- und Nachteile der Solarenergie aufgezeigt. Die einzelnen Fragenkomplexe können Sie direkt durch die Wahl des entsprechenden
Themas aufrufen.

Was ist Solarenergie?

Hier wird geklärt, woher die Solarenergie kommt, wie sie entsteht, wie sie zur Erde gelangt und wie groß die Reserven sind.

Wie wird die Solarenergie genutzt?

Die Möglichkeiten der Nutzung von Solarenergie in der Form der Photovoltaik und der Form der Solarthermie wird in diesem Kapitel behandelt.

Was kann die Solarenergie bewirken?

Durch Solarstromanlagen bekommen auch die mehreren Milliarden Menschen die heute noch ohne Stromversorgung sind, erstmals eine reelle Chance, ihre zivilisatorischen Grundbedürfnisse wie Strom und Kommunikation, erfüllen zu können und am technischen Fortschritt teilzuhaben.

Wie kann Solarstrom gespeichert werden?

Hierzu gibt es verschiedene Möglichkeiten, angefangen von der Solarbatterie, insbesondere für kleine Solaranlagen, bis hin zu geothermischen Speichern.

Die Vorteile

Stichworte wie Vorräte, Emissionen, Energieverluste beim Transport, Kosten und die (Nicht) Abhängigkeit von Energiekonzernen sind hierbei besonders zu nennen.

Die Nachteile

In diesem Abschnitt spielen die Emissionen bei de Herstellung der Solarmodule, die Wetterabhängigkeit und die Kosten der Erstellung der Solaranlagen die entscheidende Rolle.

Ratgeber Solarenergie

Dieser Ratgeber Solarenergie soll dem interessierten Laien, der vor der Frage steht, seinen Hausbau mit einer Anlage zur Gewinnung von Solarenergie auszustatten, einige wichtige Anregungen geben. Neben der Klärung der Grundfragen über Entstehung, Nutzung und Anwendung von Solaranlagen, sowie



über die Vor- und Nachteile der Solarenergienutzung werden die beiden wichtigsten Arten der Solarenergienutzung, nämlich die Photovoltaik (Fotovoltaik), die der Erzeugung von Strom dient und die Solarthermie, die zur Erwärmung  von Wasser zu Heizzwecken oder zur Warmwasserbereitung dient, vorgestellt. Im Rahmen dieser Vorstellung wird die Funktionsweise  und der Aufbau von Anlagen der Photovoltaik und Solarthermie erklärt und in einem besondern Abschnitt auch die Entwicklung und die Entstehung der Kosten einer Solaranlage besprochen.

Der Ratgeber schließt mit einem Ausblick auf die besondere Rolle der Solarenergie im Rahmen des Klima- und Umweltschutzes, den Möglichkeiten der öffentlichen Förderprogramme für die Errichtung von Solar-Anlagen und dem Hinweis auf die gesetzlichen Vorschriften zur Anwendung von Solarenergie. Die Photovoltaik Förderung im EEG 2012 regelt die ab dem kommenden Jahr gültigen Einspeisevergütungen. Die nachfolgende Übersicht erlaubt es Ihnen, jeden dieser Teilbereiche des umfangreichen Themas Solarenergie direkt anzusteuern.

Übersicht

Solarenergie - Grundlagen
  • Was ist Solarenergie?
  • Wie wird die Solarenergie genutzt?
  • Was kann die Solarenergie bewirken?
  • Wie kann Solarstrom gespeichert werden?
  • Vorteile der Solarenergienutzung
  • Nachteile der Solarenergienutzung
Solarthermie
  • Funktionsweise
  • Anlagen
  • Kosten
Fotovoltaik
  • Funktionsweise
  • Anlagen
  • Kosten
Solarenergie und Umweltschutz

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