Was sind Solarplatten und wie funktionieren sie?
Aktuell ist vereinzelt von Solarplatten zu lesen. Wo ist der Unterschied zu Photovoltaikmodulen und Solarkollektoren? Und wie funktionieren sie?
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Solarplatten: Was ist damit gemeint?
Wenn du bei Solarplatten an Bodenplatten denkst, liegst du grundsätzlich erst einmal nicht vollkommen daneben. Denn diese testet beispielsweise aktuell die RheinEnergie AG. Darüber hinaus entpuppt sich die Bezeichnung „Solarplatten“ auch als Sammelbegriff für Solarmodule und Solarkollektoren, den bislang allerdings nur einige wenige Websites verwenden. Wie sinnvoll und nützlich es ist, Solarplatten als weitere Verallgemeinerung beziehungsweise Sammelbegriff zu verwenden, sei dahingestellt. Da wir von net4energy dich stets aktuell zu Themen rund um erneuerbare Energien informieren, darf die Solarplatte natürlich nicht außen vor bleiben. Beginnen wir aber mit der echten Innovation: den solaren Bodenplatten für Eingangsbereiche und Fahrradwege.
Auf Sonnenstrom wandeln
Was fast schon poetisch klingt, durchläuft derzeit eine Testphase – vielleicht ist es von der Wirtschaftlichkeit noch weit entfernt, aber sicher in naher Zukunft ein weiterer, wenn auch kleiner Baustein hin zur Energiewende. Ein junges Unternehmen aus Brandenburg hat die solaren und rutschfesten Bodenplatten entwickelt. Die begehbaren Deckplatten sind aus einem speziellen Sicherheitsglas gefertigt und mit farblosem Korund beschichtet, ein robustes und abriebfestes Mineral. Es ist in der Lage, das auftreffende Licht durch Brechung effizient für die darunter montierten Photovoltaikmodule einzufangen. Mit den solaren Bodenplatten sollen versiegelte Flächen für die Erzeugung von Solarstrom eingesetzt werden, um dann den Strom ins Netz einzuspeisen.
Solarplatten für die Erzeugung von Strom und Wärme
Wie bereits erwähnt, sollen Solarplatten synonym sowohl für Photovoltaikmodule als auch für Solarkollektoren stehen. Dabei handelt es sich aber um 2 grundsätzlich verschiedene Techniken. Zwar sehen sie aus der Ferne sehr ähnlich aus und sind meist auf dem Dach montiert. Jedoch dienen sie unterschiedlichen Zwecken.
Da ist bei den Solaranlagen also zum einen die Solarthermie, die mit einfacher Technik aus Sonnenenergie Wärme gewinnt und zum anderen die Photovoltaik, die mittels aufwendiger Technik Sonnenenergie in Strom umwandelt. Für die Solarstromproduktion sind in einem umfangreichen Prozess hergestellte Solarzellen, ein Wechselrichter, eine elektrische Verschaltung und diverse Messgeräte erforderlich, damit du deinen Haushalt mit elektrischer Energie versorgen oder Überschussstrom aus der Solaranlage ins öffentliche Netz einspeisen kannst. Die Versorgung mit solarer Wärme für die Bereitung von Warmwasser oder die Heizungsunterstützung ist da weitaus anspruchsloser. Hier reichen Absorber, Rohre zur Verteilung und ein Warmwasserspeicher grundsätzlich vollkommen aus. Dies macht sich auch hinsichtlich der Kosten bemerkbar.
Übrigens: Photovoltaikmodule haben eine glatte Glasoberfläche, durch die die einzelnen Solarzellen zu erkennen sind. Das verleiht den Solarmodulen oft einen wabenförmigen Charakter. Solarkollektoren erkennst du meist an den Röhren. Mitunter sind sie auch unter schwarzem Glas versteckt.
Das kosten Solarplatten
Eine Solarthermieanlage zur Trinkwassererwärmung für ein Einfamilienhaus kostet im Dezember 2020 je nach Größe etwa um die 4.000 bis 6.000 Euro, eine Photovoltaikanlage mit rund 7 (kWp) Kilowatt Peak Leistung zwischen 7.600 und 12.800 Euro. Kommt noch ein Stromspeicher dazu, musst du ungefähr weitere 5.000 bis 30.000 Euro plus Montagekosten einplanen.
So funktioniert ein Photovoltaikmodul
Die Solarzellen sind innerhalb des Moduls verbaut und miteinander verschaltet. Sobald Licht auffällt, erzeugen die PV-Platten Strom. Ein mehrere Millimeter dickes Sicherheitsglas schützt die Solarzellen vor Witterungseinflüssen und Beschädigungen. Das Modul wird mit Unterkonstruktionen aus Aluminium oder Stahl auf dem Dach befestigt. In der Regel werden mehrere Module zu einem Solargenerator verbunden. Der solar erzeugte Gleichstrom (DC) gelangt in einen Wechselrichter, der ihn in haushaltsüblichen Wechselstrom (AC) umwandelt. Du kannst ihn dann direkt im Haus verbrauchen, in einem Speicher zwischenlagern oder in das öffentliche Stromnetz einspeisen. Für Option 3 benötigst du allerdings zusätzlich einen Einspeisezähler. Dieser misst, wie viel Strom du ins Netz eingespeist hast, damit er korrekt vergütet werden kann.
Verschiedene Modulvarianten
Die am häufigsten installierten Module sind polykristalline Solarmodule. Ihr Wirkungsgrad ist zwar nicht ganz so hoch wie der von monokristallinen Modulen. Dafür sind sie aber deutlich günstiger. Es gibt auch noch Dünnschichtmodule, diese sind am preiswertesten. Aufgrund des schlechteren Wirkungsgrades brauchst du dann aber 1,5- bis 2-mal so viele, um mit deiner Solaranlage den gleichen Stromertrag zu erzielen. Es gibt inzwischen PV-Platten in den verschiedensten Größen und für die verschiedensten Anwendungsbereiche, zum Beispiel:
So funktioniert eine Solarplatte für die Solarthermie
Man unterscheidet bei einer Anlage für Solarthermie zwischen 2 Arten von Solarkollektoren: Flachkollektoren und Vakuumröhrenkollektoren. Am leistungsstärksten (aber auch am teuersten) sind Röhrenkollektoren. Das ist sicher der Hauptgrund, warum in Deutschland zu 90 Prozent Flachkollektoren verbaut werden. Beide Kollektortypen eignen sich gut für die Warmwasserbereitung, aber auch für die Heizungsunterstützung.
Im Kollektor befindet sich ein Absorber, der die Wärme der Sonneneinstrahlung aufnimmt. Anschließend gibt er diese an ein Wärmeträgermedium weiter, meist ein Gemisch aus Wasser und Glykol, das dann die Sonnenwärme zum Warmwasserspeicher transportiert. Solaranlagen, die zur Bereitung von Warmwasser Flachkollektoren verwenden, haben Jahresnutzungsgrade von 20 bis 40 Prozent, Röhrenkollektoren hingegen von 30 bis 60 Prozent. Um das ganze Jahr über ausreichend Warmwasser zu haben, ist in beiden Fällen ein zweiter Wärmeerzeuger erforderlich.
Hybridkollektoren
Hier befinden sich in einem Gehäuse ein Photovoltaikmodul und darunter ein Solarthermie-Absorber. Hybridkollektoren sehen fast wie Flachkollektoren aus. Als Wärmeträger kann entweder eine Solarflüssigkeit oder Luft verwendet werden. Mit etwa 700 Euro pro Quadratmeter Dachfläche sind diese Kollektoren jedoch noch sehr teuer.
Die Zukunft von Solarplatten beziehungsweise Solaranlagen
Ein großes technisches Entwicklungspotenzial ist von der Solarthermie nicht zu erwarten, denn dazu ist die Technik zu einfach. Bei der Photovoltaik hingegen wird ständig geforscht, um die Anlagen noch effizienter, leichter und vielseitiger zu machen. Davon abgesehen: Solarplatten – beziehungsweise korrekt ausgedrückt Photovoltaikmodule und Solarkollektoren – sind bereits heute ein großer Gewinn für eine nachhaltige und klimaschonende Energieversorgung.
