Um die Erstellung und Planung von Anlagen aus Erneuerbaren Energien besser verstehen und umsetzen zu können, wurde ein fiktives Ausbildungszentrum während des Moduls in Namibia etabliert, welches unterschiedliche Konzepte von Erneuerbaren Energien nutzen möchte.
Auf Grundlage dieses fiktiven Ausbildungszentrums wird in dieser Hausarbeit der Nutzen und die Möglichkeit einer Solarthermieanlage ebenfalls in Namibia genauer untersucht. Es soll nicht nur die Möglichkeit des Heizens, sondern auch die des Kühlens untersucht werden. Die sich daraus abgeleitete Forschungsfrage lautet:
Ist der Aufbau einer Solarthermieanlage in Namibia zum Heizen von Wasser beziehungsweise Kühlen von Lebensmitteln energetisch sinnvoll?
Im Laufe dieser Hausarbeit wird zuerst auf allgemeine Begrifflichkeiten eingegangen, um dann auf die erneuerbare Energieform der Solarthermie zu schwenken. Diese wird über den aktuellen Wert für das Gesamtsegment der Erneuerbaren Energien, die benötigte Hardware (Peripherie), bis hin zu aktuellen Anwendungsmöglichkeiten untersucht.
Zusätzlich wird eine Anlage für ein fiktives Beispiel in Namibia untersucht und deren Wirtschaftlichkeit betrachtet. Abschließend mündet die Arbeit in einer Reflexion und das dazugehörige Fazit.
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung
1.1 Definition Erneuerbare Energie
2 Solarthermie
2.1 Entwicklung Solarthermie
2.2 Wert für Erneuerbare Energien
2.3 Aktuelle Anwendungsmöglichkeiten
2.4 Benötigte Peripherie (Hardware)
2.4.1 Kollektoren
2.4.2 Speicher
2.4.3 Wärmetauscher
2.4.4 Solarregler
2.4.5 Ausdehnungsgefäß
2.5 Heizen mit Solarthermie
2.6 Kühlen mit Solarthermie
2.7 Erweiterungen der Solarthermie (mit Wärmepumpen)
3 Fallbeispiel Namibia (fiktiv)
3.1 Technische Realisierung
3.2 Realisierungskosten
3.3 Wirtschaftlichkeit
4 Reflexion und Fazit
Zielsetzung und Themen der Arbeit
Die vorliegende Arbeit untersucht die technische Machbarkeit und energetische Sinnhaftigkeit der Implementierung einer Solarthermieanlage in einem fiktiven Ausbildungszentrum in Namibia. Dabei wird bewertet, ob neben der solaren Wassererwärmung und Heizungsunterstützung auch eine Kühlung von Lebensmitteln wirtschaftlich und effizient realisiert werden kann.
- Grundlagen der Solarthermie und technischer Aufbau
- Anwendungsspektrum von Wärme bis solare Kühlung
- Dimensionierung und technische Anforderungen in heißen Klimazonen
- Wirtschaftlichkeitsbetrachtung im Vergleich zu fossilen Energieträgern
Auszug aus dem Buch
3 Fallbeispiel Namibia (fiktiv)
Es soll eine Solarthermieanlage in Namibia geplant werden, um daran Facharbeiter vor Ort auszubilden (verbreiten von Wissen) und die nutzbare Wärmeenergie für die dort lebenden Menschen zur Verfügung zu stellen. In diesem fiktiven Beispiel soll das Ausbildungszentrum in der Hauptstadt Windhoek aufgebaut werden. Die Solarthermieanlage soll für eine Familie (Mutter, Vater und zwei Kinder) ausreichend dimensioniert sein. Die Wohnfläche beträgt ca. 120qm².
Die Jahresdurchschnittstemperatur in Windhoek beträgt 19-20°C, die durchschnittliche Sonnenscheindauer beträgt 9-10 Stunden. Die Sonneneinstrahlung beträgt annähernd 6-6.2 kWh pro m² je Tag (vgl. Universität Köln 2002). Die Angabe der Sonneneinstrahlung ist in kWh/m² je Tag angegeben. Diese Angabe dient der Ermittlung der Jahreseinstrahlung im Durchschnitt. Die Strahlleistung der nutzbaren Sonnenenergie wird in W/m² angegeben. Die Strahlleistung ist der Wert, der zum Berechnen der zu erwartenden Leistung einer Anlage benötigt wird (vgl. wikipedia.org 2019).
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einleitung: Einführung in die Thematik der erneuerbaren Energien und Darlegung der zentralen Forschungsfrage zur Nutzung der Solarthermie in Namibia.
2 Solarthermie: Detaillierte Darstellung der Funktionsweise, technischer Komponenten wie Kollektoren und Speicher sowie der Einsatzmöglichkeiten im Bereich Heizen, Kühlen und unterstützende Wärmepumpensysteme.
3 Fallbeispiel Namibia (fiktiv): Anwendung des theoretischen Wissens auf einen konkreten, fiktiven Anwendungsfall unter Berücksichtigung lokaler klimatischer Daten, technischer Spezifikationen und ökonomischer Faktoren.
4 Reflexion und Fazit: Kritische Würdigung der Ergebnisse sowie Einschätzung der Zukunftsfähigkeit der Solarthermie als lohnende Investition in der Zielregion.
Schlüsselwörter
Solarthermie, Namibia, Erneuerbare Energien, Sonnenenergie, Kollektoren, Wärmespeicher, Solarkühlung, Nachhaltigkeit, Energiewende, Wirtschaftlichkeit, Wassererwärmung, Prozesstechnik, Klimaschutz, Wärmetauscher, Fachausbildung.
Häufig gestellte Fragen
Was ist das übergeordnete Ziel der Untersuchung?
Die Arbeit analysiert die technische und ökonomische Sinnhaftigkeit einer Solarthermieanlage in Namibia für Heiz- und Kühlzwecke.
Welche zentralen Themen werden in der Arbeit behandelt?
Der Fokus liegt auf den Grundlagen der Solarthermie, dem Aufbau benötigter Hardware sowie einer Modellrechnung für einen Haushalt unter klimatischen Bedingungen Namibias.
Welche wissenschaftliche Methode wird angewandt?
Es wird ein fiktives Fallbeispiel konstruiert und auf Basis technischer Daten und globaler Einstrahlungswerte quantitativ bewertet.
Was umfasst der technische Hauptteil?
Der Hauptteil behandelt die Komponenten (Speicher, Kollektoren, Regler) und die physikalischen Prozesse der solaren Wärmeumwandlung und Kühlung.
Welche Bedeutung haben die gewählten Schlüsselwörter?
Sie strukturieren die Arbeit entlang technischer Kernbegriffe und der konkreten geografischen sowie energetischen Fragestellung.
Warum wird gerade der Standort Namibia gewählt?
Der Standort dient als Beispiel für eine Region mit hoher Sonneneinstrahlung, in der eine solare Eigenversorgung einen klimapolitischen und ökonomischen Mehrwert bietet.
Wie funktioniert die solare Kühlung in diesem Kontext?
Die Arbeit erläutert das Prinzip der Verdunstungskühlung bzw. geschlossener Kältekreisläufe, bei denen solare Wärme den Austreibeprozess energetisch begünstigt.
Welche Rolle spielen die unterschiedlichen Kollektorarten?
Die Arbeit differenziert zwischen Flach- und Vakuumröhrenkollektoren hinsichtlich Wirkungsgrad, Wartungsaufwand und Eignung für das lokale Klima.
- Citar trabajo
- Michael Stern (Autor), 2019, Solarthermie als erneuerbare Energie, Múnich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/1243213
