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Sonnenenergie nutzen: die größte Energiequelle für die Menschheit
Sonnenenergie bezeichnet man auch als Solarenergie und ist eine klassische erneuerbare Energie. Dabei wird die Energie der Sonne bzw. der Sonnenstrahlung technisch genutzt, zum Beispiel durch Photovoltaik zur Erzeugung von elektrischem Strom, durch eine Solarthermie zur Produktion von Wärme, aber auch für die Nutzung als chemische Energie.
Wie entsteht Sonnenenergie?
Die Sonne besteht zu 70 Prozent aus Wasserstoff, zu 28 Prozent aus Helium und zu zwei Prozent aus anderen Metallen. Im Inneren der Sonne finden Kernfusionsprozesse statt, bei denen sich aus Wasserstoff durch Verschmelzung der Atomkerne Helium bildet. Diese Kernfusion sorgt dafür, dass die Sonnenstrahlung in elektromagnetischen Wellen die Erde trifft. Die Sonne wird zwar ihren Wasserstoffvorrat irgendwann verbraucht haben – dies wird aber erst in ein paar Milliarden Jahren der Fall sein, sodass die Sonne ein endloses Energiepotenzial für den Menschen hat. Die Energie der Sonnenstrahlung ist fast immer konstant und die Sonne die größte, verfügbare Energiequelle für die Menschheit.
Wie kann man Sonnenenergie nutzen?
Die Sonnenenergie lässt sich auf vielfache Art und Weise nutzen. Hier finden Sie ein paar Beispiele zur Nutzung von Solarenergie:
- Photovoltaik: Mithilfe von Photovoltaikmodulen bzw. Solarzellen lässt sich die Sonnenstrahlung in elektrischen Strom umwandeln.
- Solarthermie: Bei der Solarthermie wird die Sonnenenergie mithilfe von Sonnenkollektoren für die Erzeugung von Wärme genutzt, zum Beispiel für Warmwasser oder für Heizungsanlagen.
- Indirekte Nutzung in Kombination mit Windkraft, Wasserkraft und Bioenergie: Die Windenergie läuft über Windströmungen, die die Sonne antreibt. Auch Wasserkraft arbeitet indirekt mit Solarenergie, da diese dafür sorgt, dass sich hoch gelegene Wasserreservoirs über Niederschläge wieder auffüllen. Bioenergie nutzt die Sonnenenergie ebenfalls indirekt. Hier wird die während des Wachstums gespeicherte Sonnenenergie von Pflanzen zur Erzeugung von Strom- oder Wärme genutzt – entweder durch direkte Verbrennung (Holz) oder Aufbereitung (Biogas).
Welche Vorteile bringt die Sonnenenergie?
- Sonnenergie kann man grenzenlos nutzen, denn sie ist eine unerschöpfliche Energiequelle.
- Sie ist im Grunde überall verfügbar, denn es herrschen keine politischen Abhängigkeiten, wie beispielsweise bei Erdöl.
- Die Umweltbelastungen durch Solarenergie sind gering (hierzu zählt zum Beispiel die Produktion von Photovoltaikanlagen, die aber stets verbessert wird).
Gibt es Nachteile bei der Sonnenenergie?
- Solarenergie ist zeitlich begrenzt (Tag-Nacht-Rhythmus, Jahreszeiten) und hängt von regionalen Gegebenheiten, wie dem Wetter, ab.
- Die Sonneneinstrahlung hat eine geringe Leistungsdichte (ein Teil der eingestrahlten Leistung wird von der Atmosphäre absorbiert), sodass man für eine gegebene Leistung eine relativ große Fläche benötigt, zum Beispiel auf dem Dach in Form von Photovoltaikmodulen. Die geringe Leistungsdichte führt somit zu höheren Materialkosten.
Wie steht es um die jährliche Ausbeute von Sonnenenergie?
Die jährliche Ausbeute von Sonnenkollektoren oder Photovoltaikanlagen ist im hohen Maße abhängig von den klimatischen Gegebenheiten. Hier kommt es aber auch auf die jeweilige Solaranlage an: Anlagen der Solarthermie wie solarthermische Kraftwerke funktionieren nur bei starker direkter Sonneneinstrahlung gut. Photovoltaikanlagen hingegen bringen auch bei diffusem Licht eine gute Leistung.
Lohnt sich eine Solaranlage in Deutschland?
Die eingestrahlte Energie der Sonne ist je nach Jahreszeit, Breitengrad und Uhrzeit nicht überall auf der Erde gleich stark. Das heißt aber nicht, dass sich die Nutzung der Sonnenenergie in den weniger strahlungsintensiven Regionen nicht rentiert. Deutschland ist im Vergleich eher strahlungsarmen, aber auch hier liegt die Menge der eingestrahlten Energie der Sonnen mit 900 bis 1.100 MWh pro Quadratmeter 200-fach über dem Primärenergieverbrauch der gesamten deutschen Bevölkerung. Eine Solaranlage bzw. die Erzeugung von Strom oder Wärme durch Sonnenenergie lohnt sich also!
