die nutzung der sonnenenergie

Nr. 3 | 34. Jahrgang 2003 | Phys. Unserer Zeit | 143

| M AG A Z I N

Mitte des 19. Jahrhunderts stiegen inFrankreich die Preise für Kohle deut-lich an und stellten eine Bedrohungfür die im Wesentlichen auf Dampf-maschinen basierende industrielleProduktion dar. Vor dem Hintergrunddieser Energiekrise begann der Mathematiklehrer Augustin Mouchotmit der Entwicklung von Apparatu-ren, welche die Sonnenenergie industriell nutzbar machen sollten.

Er kombinierte zwei bereits seitlängerem bekannte Geräte: Zum einen verwendete er einen ge-schwärzten kupfernen Hohlzylinder,in dem sich in der Regel Wasser be-fand. Dieser Kollektor, dessen Prinzipbereits im 18. Jahrhundert der GenferPhysiker Horace Benedict de Saus-sure beschrieben hatte, wurde mit einem Hohlspiegel versehen. Diesermit Silber beschichtete Spiegel warkonisch und fokussierte das Sonnen-licht auf den Kollektor. Eine Nach-führeinrichtung ermöglichte das opti-male Ausrichten des Geräts zur Sonne. Mit dieser Apparatur konnte

Mouchot bereits 1861 Wasserdampfdurch Sonneneinstrahlung produ-zieren.

In den folgenden Jahren ent-wickelte und baute Mouchot mehre-re solar betriebene Dampfmaschinensowie einen Destillierapparat. DieseGeräte blieben aber Prototypen.Daneben entwickelte er einen solarbetriebenen Kocher für die in Alge-rien stationierten Fremdenlegionäre.Dieser Apparat wurde in größererStückzahl gebaut und mehrere Jahr-zehnte verwendet. Seine größte Ma-schine baute Mouchot für die PariserWeltausstellung im Jahr 1878. DerDurchmesser des Spiegels betrug fünfMeter (Abbildung 1). Dieses Gerät er-

zeugte einen Dampf-druck von bis zusechs Atmosphärenund produzierte mitSolarenergie Eis. AlsAnerkennung seinerMaschine erhieltMouchot eine Gold-medaille.

Mit der Entde-ckung neuer, reich-haltiger Kohlelager-stätten gerieten Mouchots Entwürfeweitgehend in Ver-gessenheit. Erst Endedes 20. Jahrhunderts gewannen Über-legungen zur technischen Ver-wertung von Sonnenenergie insbe-sondere in Europa, aber auch inNordamerika, wieder an Bedeutungund eröffneten somit wieder ein Forschungsfeld, das heute sehr inten-siv betrieben wird.

Neben den bekannten photo-voltaischen Solaranlagen werden auchAnlagen gebaut, in denen Spiegel Sonnenlicht fokussieren und in ihremBrennpunkt eine Flüssigkeit erhitzen(Abbildung 3). Solche Solarkollek-toren werden sowohl im privaten Be-reich als auch in einigen Kraftwerkeneingesetzt.

Die derzeit wesentliche Bauartverwendet Parabolrinnenspiegel, inderen Fokus sich mit Öl oder Wassergefüllte Röhren befinden. Hierin stei-gen die Temperaturen bis auf 400 °C.Über Wärmetauscher bzw. Turbinenwird dann Strom erzeugt. Danebengibt es auch erste Versuche, in denBrennpunkt eines Spiegels einen Stirlingmotor zu platzieren und hiermit die Energieumwandlung vor-zunehmen.

Literatur[1] A. Mouchot, Die Sonnenwärme und ihre

industriellen Anwendungen, Oberbözberg1987

[2] M. Becker, W. Meinecke, SolarthermischeAnlagentechnologien im Vergleich, Sprin-ger Verlag, Heidelberg 1992.

Internetwww.dlr.de/Solarforschung

www.volker-quaschning.de/artikel/konzenson/index.html

www.dlr.de/et/parex.htm

< Abb. 3 ModernesolarthermischeAnlage.

Abb. 1 Mouchots Solaranlage aus dem Jahre 1878 für die Pariser Weltausstellung.

PH YS I K G E S T E R N U N D H EU T E |Die Nutzung der SonnenenergieMitte des 19. Jahrhundert entwarf der Franzose Augustin Mouchot solarangetriebene Dampfmaschinen. Sie wurden zwar technisch realisiert,konnten sich aber nicht durchsetzen. Bemerkenswerterweise ent-standen Mouchots Arbeiten aus einer Motivation heraus, die Parallelenzur heutigen Entwicklung aufweist.

Abb. 2 Nachbauan der Univer-sität Oldenburg(Foto: W. Golletz).