Sexl Physik 7, Schulbuch

Solarthermische Kraftwerke nutzen im Gegensatz zur Photovoltaik die bei der Absorption der Sonnenstrahlung entstehende Wärme zur Dampferzeugung für den Antrieb von Generatoren. Bei Parabolrinnen-Kraftwerken konzentrieren große Spiegel mit parabelförmi- gem Querschnitt ( 26.6 ) das Licht auf ein Rohr in der Brennlinie. Kollektoren stehen in langen Reihen nebeneinander, viele parallele Reihen bilden das gesamte Solarkollektorfeld. Die einzelnen Kollektoren drehen sich um ihre Längsachse und folgen so dem Lauf der Sonne. Durch das Absorberrohr wird temperaturbeständi- ges Öl gepumpt, das durch die konzentrierte Sonnenstrahlung auf ca. 400 °C aufge- heizt wird. Die Energie wird in einem Dampfkraftwerk zur Stromerzeugung genutzt. Der Wir- kungsgrad dieser Kraftwerke liegt im Sommer bei etwa 20% . Bei Solarturm-Kraftwerken reflektieren mehrere hundert Spiegel, die um einen Turm angeordnet sind, das Sonnenlicht auf einen Absorber an der Spitze des Tur- mes. Die Spiegel werden computergesteuert der Sonne nachgeführt. Im Absorber wird Wasser oder ein anderer Wärmeträger erhitzt und schließlich Dampf für die Stromproduktion erzeugt. Untersuche, überlege, forsche: Erneuerbare Energien 27.1 S 2 Vergleiche die pro Jahr auf die Erde einfallende Sonnenenergie mit dem jährli- chen Energiebedarf der Menschheit. Was kannst du aus dem Vergleich schließen? 27.2 S 1 Informiere dich über die Herstellung von Solarzellen. Wie lange dauert es un- gefähr, bis die zur Erzeugung der Solarzellen aufgewandte Energie zurückgewon- nen ist? Das Stromnetz der Zukunft Bisher wurde elektrischer Strom nur in wenigen Kraftwerken erzeugt und von dort an die Verbraucher verteilt. In Zukunft werden viele Menschen selbst Strom erzeugen (mit Windrädern, Solaranlagen usw.) und die nicht selbst benötigte Ener- gie ins öffentliche Stromnetz einspeisen, d. h. verkaufen. Die Einspeisung an tau- senden Stellen des Stromnetzes, die Verteilung der Energie, die Sicherung der Netzstabilität sowie die Abrechnung der eingespeisten und der verbrauchten Ener- gie stellen die Betreiber von Stromnetzen vor neue Probleme. Daher sollen künftig in einem intelligenten Stromnetz (engl. smart grid ) Stromerzeuger, Verbraucher und Speicher nicht nur Strom, sondern auch Informationen austauschen können. Es gibt nur wenige Möglichkeiten, überschüssige elektrische Energie für den spä- teren Verbrauch zu speichern. In Pumpspeicherkraftwerken wird mittels Strom Wasser in einen höher gelegenen Stausee gepumpt. In Zeiten höheren Bedarfs wird das Wasser durch Turbinen geleitet und seine potentielle Energie mit Hilfe eines Generators wieder in elektrische Energie umgewandelt. Batteriespeicherkraft- werke dienen der Netzstabilisierung und der Speicherung von überschüssiger Energie. Auch die Erzeugung von Methan, also von künstlichem Erdgas, durch Überschussstrom ( „Power to gas“ ) oder die Verwendung der Batterien von Elek- troautos, die zum Aufladen ans Stromnetz angeschlossen sind, als Energiespeicher wird diskutiert. Teste dein Wissen W 1 27.1 Welche Energieträger sind nicht erneuerbar, welche stehen langfristig zur Verfügung? 27.2 Spielt Kohle in Österreich als Energieträger eine wichtige Rolle? 27.3 Welche Vorteile und welche Nachteile bringt die gesamteuropäische Vernetzung der nationalen Stromnetze? 27.4 Wie lässt sich Sonnenenergie nutzen? 27.1 Solarturmkraftwerke PS10 und PS20 nahe Sevilla (Spanien) Solarzellen öffentliches Stromnetz Speicherbatterien Elektroauto Wechselrichter Hausverteiler Haustechnik und Geräte öffentliches Stromnetz bis Wechselrichter Niederspannung zum Hausverteiler und Geräten Gleichspannung vom Solarpanel 27.2 Das intelligente Stromnetz soll künftig Stromanbieter und -verbraucher verbinden. Überschüssiger Strom wird zu anderen Verbrauchern geleitet oder in Pumpspeicher- kraftwerken zwischengespeichert. Auch die Batterien von Elektroautos , die zum Aufladen am Stromnetz hängen, werden als Zwischen- speicher genutzt. 27 | ENERGIE Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv