Die erneuerbaren Energien - Die Zukunft Unserer Energieversorgung - page 199

Abb. 6.30 Die Temperaturab-
hängigkeit des Wirkungsgrads
einer thermischen Solarzelle,
die von drei verschiedenen
Sonnenintensitäten I max
bestrahlt wird. Die Tempe-
raturdifferenz besteht zwischen
der Absorbertemperatur T und
der Umgebungstemperatur T

0.8

0.6

−1 −2

I = 6500 kWh a m
max

0.4
0.2

−1 −2

I = 3250 kWh a m

max

−1 −2

I = 1300 kWh a m max

30 60 90 120

o

Temperaturdifferenz T−T ( C) 0

Ein Blick auf Tab. 6.7 lehrt uns, dass η max in jedem Fall nicht größere Werte als η max = ,
erreicht. Mit steigender Absorbertemperatur wird der tatsächliche Wirkungsgrad wegen
der zusätzlichen Leistungsverluste immer kleiner. Das heißt, die tatsächlich im Absorber
gewandelte Wärmeleistung beträgt

P = η max P max − P V , (6.68)

oder der tatsächliche Wirkungsgrad beträgt

P
P max = η max −

P V
A a I max .

η Wd = (6.69)

Wie stark der Leistungsverlust auf den Wirkungsgrad η Wd einer thermischen Solarzelle
wirkt, das hängt also von der Sonnenintensität ab, die sich mit dem Standort der Zelle
verändert, siehe Abb. 6.3 . Diese und die Abhängigkeit von der Absorbertemperatur sind in
der Abb. 6.30 dargestellt. In Deutschland könnenwir währendder Sonnenscheindauermit
einer Sonnenintensität von I max ≈ kWh⋅a − ⋅m − rechnen. Das bedeutet, in einfachen

thermischen Solarzellen erreicht der Absorber keine größeren Temperaturdifferenzen zur
Umgebung als T a,max − T ≈ °C (30K). Dies lässt sich natürlich verbessern und auf
welche Weise diese Verbesserung erreicht wird, darauf werden wir im nächsten Abschnitt
eingehen.
Obwohl thermische Solarzellen nur den Bedarf an thermischer Energie decken, sollte
ihre Bedeutung nicht unterschätzt werden. Denn laut Abb. 3.6 wird etwa 34 % der dem
Abnehmer gelieferten Endenergie in Raumwärme umgewandelt. Die Bereitstellung von
Raumwärme geschieht heute noch fast ausschließlich aus Primärenergie und dies ist,
darauf ist in Abschn. 2.3 hingewiesen worden, ein sehr verschwenderischer Umgang mit
Primärenergie. hermische Solarzellen könnten diese Aufgabe übernehmen und damit
ca. 30 % des zuküntigen Primärenergiebedarfs decken. Allerdings nur unter der Voraus-
setzung, dass ein genügend großer Wärmespeicher zur Verfügung steht. Denn das ist das
eigentliche Problem: hermische Solarzellen wandeln Solarenergie in Wärme nur zu Zei-
ten und an Orten mit direkter Sonneneinstrahlung, wo diese Energieform am wenigsten
benötigt wird. Daher ist es offensichtlich ezienter, den Bedarf an Raumwärme durch
entsprechende Gebäudekonstruktionen zu reduzieren, also den Energiebedarf in diesem
Sektor möglichst einzusparen, siehe Abschn. 10.1 .