Örtliche Erderwärmung durch Solaranlagen
Hallo liebe Community!
Ich habe eine Frage bezüglich Solar-Anlagen zur Stromerzeugung. Soweit ich weiß, haben durchschnittliche Solar-Anlagen einen Wirkungsgrad von 20 Prozent und die Solarkonstante liegt bei 1367W/m². Durch Reflektionen in der Atmosphäre usw. treffen max. 1000W/m² auf Solarzelle auf. Ich weiß, dass bei Schlechtwetter der Energieertrag um ein wesentliches sinkt und ich nehme deswegen auch an, dass es ab einem gewissen Punkt nicht mehr wirtschaftlich wäre Strom durch Sonnenenergie zu erzeugen. Aber nun zu meiner eigentlichen Frage. Nehmen wir in einem theoretischen Gedankenmodell, dass 1000W/m² auf die Solarzelle auftreffen und diese einen Wirkungsgrad von 20 Prozent besitzt. Was passiert mit den restlichen 80 Prozent? Ein Großteil wird bestimmt reflektiert aber es wird sicher genügend Energie absorviert und diese Differenz muss dann meiner Meinung nach als Wärmenergie abgeben werden. Wie groß ist der Unterschied der Wärmeentwicklung im Vergleich, wenn die Sonnenstrahlen auf den Erdboden oder auf eine Solarzelle auftreffen? Mein Gedanke dabei ist, dass örtlich gesehen die Temperatur in der nähe von Solaranlagen steigen muss. Liege ich damit richtig?
Ich freue mich schon auf konstruktive Hilfe!
7 Antworten
Die Gesamtabsorption einer Solaranlage ist höher als der durchschnittliche natürliche Boden. Somit tragen Solaranlagen zu erhöhter Erderwärmung bei. Das ist ein Grund, warum man in den USA bei der Genehmigung von großen Solaranlagen eher restriktiv ist.
nehmen wir mal an, da wäre KEINE solaranlage. und die Sonne scheint auf ein schieferdach und heizt es auf... die Energie ist da, du kannst sie nicht einfach weg machen... wie auch immer, von einer Solaranlage geht keine zusätzliche Erwärmung aus...
by the way: die maximal 1000 Watt sind hier in Deutschland nicht zu erwarten. die hast du in Äquatornähe bei bestem wetter...
lg, Anna
Ihre Gedanken sind vollkommen richtig und lassen sich aus mathematisch nachweisen, wobei es wie eine andere Bemerkung hier schon angefügt hat, auch von der Helligkeit der Referenzfläche anhängt.
Der Ansatz wurde beim DESERTEC Projekt in der Wüste unter dem Fall nachgerechent, dass man dort Paneele aufstellt. Während der Wüstenboden eher hell ist und dadurch die Wärmestrahlung nicht aufnimmt, hätten die dunklen Flächen der PV Anlagen die Wärme gebunden und so rechnerisch trotz Stromproduktion zum Treibhauseffekt beigetragen. Vielleicht finde ich noch das Paper dazu.
In der Praxis ist es aber bei Desertec ein wenig anderes, weil man hier eher mit Spiegeln arbeitet und das Licht auf eine kleine Fläche bündelte - aber es waren halt die berühmten Begleitprojekte.
Um diesen Effekt zu minimieren, ist es ja in Griechenland und anderen Gegenden im Süden üblich, auch Dachflächen weiß zu färben.
Ich weiß es nicht mit Sicherheit, aber ich habe von kombinierten Solarkollektoren gehört, welche die auftreffende Sonnenenergie zum Teil als Solarzellen in elektrische Energie umwandeln und zum Teil mit der Wärmeenergie Wasser aufheizen und somit als Heizung dienen. Somit bekommt man zwar vermutlich immer noch keinen extrem hohen Wirkungsgrad, aber es werden sozusagen die Wirkungsgrade von Solarzellen und Solarkollektoren addiert und die Wärmeabgabe an die Umwelt minimiert.
Wieso sollte sich in der Nähe einer Solaranlage die Erde zusätzlich erwärmen? Die Sonnenstrahlung ist doch sowieso da.
Wenn wir Dein Gedankenexperiment weiterspinnen: Ohne Anlage würden 100% der Sonnenenergie auf die Erde treffen und sie erwärmen - die Anlage setzt 20% davon in Strom um, es kommen also nur noch 80% an der Erde an - demnach müsste sich die Erde sogar eher abkühlen als zusätzlich aufwärmen ...
De facto ist das aber natürlich auch Quatsch, da sich m. E. die minimalen Unterschiede, die sich dadurch evtl. ergeben könnten (k. A., ob das überhaupt so ist), durch Konvektion etc. ausgeglichen werden.