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Das Sonnenkraftwerk

Das Sonnenkraftwerk

Sonnenkraftwerke wandeln die Energie der Sonnenstrahlung in elektrische Energie um.

Erdkunde

Schlagwörter

Solarkraftwerk, Kraftwerk, elektrischer Strom, erneuerbare Energien, erneuerbare Energie, Sonnenstrahlung, Spiegel, Energie, Turbine, Energieproduktion, Generator, Erdkunde

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Solarkraftwerk

  • Hochspannungsleitungen
  • Transformator
  • Wärmespeicher
  • Wärmeaustauscher
  • Turbinenhaus
  • Parabolspiegel

Sonnenkraftwerke lassen sich in zwei Typen einteilen:

1. Sonnenwärmekraftwerke wandeln die Sonnenenergie erst in Wärme und dann in elektrische Energie um.

2. Photovoltaikanlagen wandeln die Sonnenenergie mithilfe von Solarzellen direkt in elektrischen Strom um.

Der zentrale Teil des Solarkraftwerks ist der „Kessel“, der die Strahlungsenergie der Sonne sammelt.

Hierfür wurden drei verschiedene Technologien entwickelt:

- Parabolrinnen: die Sonnenstrahlung wird in einer im Brennpunkt der Rinne platzierten Rohrleitung gesammelt.

- Energietürme: Spiegelfelder konzentrieren die Sonnenstrahlung auf die auf den Zentralturm montierte Empfangsstation.

- Parabolspiegel: Sie verfolgen die Sonne auf zwei Achsen und konzentrieren die Sonnenstrahlung auf den im Brennpunkt des Spiegels befindlichen Sensor oder Motor.

Im Brennpunkt befinden sich Wärmetauscher, in denen Wasser (neuerdings Salzschmelze) erwärmt bzw. verdampft wird. Die übrigen Bereiche des Sonnenkraftwerkes funktionieren genauso, wie ein Wärmekraftwerk.

Obwohl Sonnenkraftwerke fast keine Umweltbelastung darstellen, ist der Bau mit vielen Problemen verbunden. Er lohnt sich nur an Orten, an denen die Zahl der Sonnenstunden hoch und die Sonnenstrahlung stark genug ist.

Aufbau

  • Spiegeloberfläche
  • Wärmeempfänger
  • heißer Wärmespeicher Salzbehälter
  • kalter Wärmespeicher Salzbehälter
  • Wärmeaustauscher
  • Dampfturbine
  • Generator
  • nutzbare elektrische Energie

Funktion

  • Dampfturbine
  • Generator
  • nutzbare elektrische Energie
  • heiße Salzschmelze
  • ausgekühlte Salzschmelze
  • Heißdampf
  • abgekühltes Wasser

Parabolspiegel

  • Spiegeloberfläche
  • Wärmeempfänger

Animation

  • Hochspannungsleitungen
  • Transformator
  • Wärmespeicher
  • Wärmeaustauscher
  • Turbinenhaus
  • Parabolspiegel
  • Dampfturbine
  • Generator
  • nutzbare elektrische Energie
  • heiße Salzschmelze
  • ausgekühlte Salzschmelze
  • Heißdampf
  • abgekühltes Wasser
  • Spiegeloberfläche
  • Wärmeempfänger

Narration

Die Sonnenenergie ist eine erneuerbare Energiequelle. Sonnenkraftwerke produzieren aus Sonnenstrahlung elektrische Energie, dies ist auf zwei verschiedene Arten möglich. Die eine Methode gewinnt den Strom unmittelbar aus der Sonnenstrahlung. Die andere wandelt die Sonnenenergie erst in Wärme um und gewinnt anschließend aus dieser den Strom. Wir lernen jetzt die zweite Methode kennen.

Die Sonnenstrahlen werden von Parabolspiegeln im Brennpunkt gebündelt, wo sich ein Wärmeempfänger genanntes Rohr befindet. In diesem Rohr zirkuliert unter Hochdruck die Salzschmelze, die über eine hohe Wärmeübertragungsleistung verfügt und durch die Sonnenstrahlen bis zu 300 °C heiß werden kann.

Die heiße Flüssigkeit gibt ihre Wärmeenergie im Wärmetauscher an das Wasser ab, das dadurch verdampft und die Dampfturbine antreibt, über die der Generator Strom produziert. Solarkraftwerke stoßen keine Schadstoffe aus, sie produzieren kein Kohlendioxid.

Der große Vorteil der Sonnenkraftwerke besteht darin, dass die Energie nach der Fertigstellung der Anlage praktisch kostenlos ist.
Der Nachteil besteht darin, dass der Bau der Anlage und die Technik sehr kostenintensiv sind. Sonnenenergie ist schwer vorausberechenbar, die Einstrahlung unterliegt tages- und jahreszeitlichen Schwankungen, außerdem sind die Anlagen sehr flächenintensiv.

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