Definition von Heliostat

Ein Heliostat ist ein Gerät, das zur Nachführung der Sonne dient, um ihren Strahlungsfluss kontinuierlich auf einen festen Punkt oder eine feste Oberfläche zu richten. Der Name „Heliostat“ ist von den griechischen Wörtern „helios“ (Sonne) und „statos“ (stehend) abgeleitet und bedeutet also soviel wie „die Sonne stillstehend halten“.

Heliostate sind eine zentrale Komponente in Sonnenkraftwerken, wie sie häufig in solarthermischen Anlagen eingesetzt werden. Der Bezug zur Photovoltaik besteht darin, dass sie dazu dienen, die Sonneneinstrahlung auf photovoltaische Module zu maximieren, um deren Effizienz zu erhöhen.

Funktionsweise von Heliostaten

Die grundlegende Funktion eines Heliostats besteht darin, die Sonnenstrahlen zu spiegeln und auf einen fest definierten Punkt zu lenken. Dies wird dadurch erreicht, dass die Spiegeloberfläche des Heliostats stets so ausgerichtet wird, dass sie einfallende Sonnenstrahlen in den gewünschten Winkel reflektiert.

Das Ausrichten der Heliostaten erfolgt in der Regel automatisch und basiert auf einem Trackingsystem, das die Position der Sonne kontinuierlich verfolgt und die Neigung des Spiegels entsprechend anpasst. Sie sind technisch so ausgelegt, dass sie zwei Achsen besitzen die sich bewegen können, was eine präzise Ausrichtung des Spiegels in jedem Sonnenstand ermöglicht.

Anwendung von Heliostaten

Die häufigste Anwendung von Heliostaten findet sich in solarthermischen Kraftwerken, insbesondere in solchen mit Turmkollektoren. Dort dienen sie dazu, die Sonnenstrahlen auf den Kollektor am oberen Ende des Turms zu konzentrieren. Auf diese Weise kann die Wärmeenergie der Sonne sehr effizient in elektrische Energie umgewandelt werden.

– Solare Klimatisierung: Heliostate können auch zur Erzeugung von thermischer Energie für die Kühlung von Gebäuden verwendet werden. Dabei wird die von den Heliostaten reflektierte und konzentrierte Sonnenstrahlung genutzt, um ein Medium zu erhitzen, das eine Kühlmaschine antreibt.

– Industrielle Anwendungen: In vielen Branchen wird Wärme benötigt, etwa in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie, in der Papier- und Zellstoffindustrie oder in der Chemieindustrie. Hier können Heliostaten dazu dienen, die dafür nötige thermische Energie bereitzustellen.

– Forschung und Entwicklung: Heliostate werden auch von Forschungseinrichtungen verwendet, um Hochtemperaturbedingungen zu erzeugen, etwa für Tests von Materialien oder für experimentelle Forschung im Bereich erneuerbarer Energien.