Sonnenenergie

Als Sonnenenergie oder Solarenergie wird die Energie der Sonnenstrahlung bezeichnet, die in verschiedenen Formen genutzt werden kann. Zu den technischen Anwendungsformen gehören elektrischer Strom, Wärmeenergie oder chemische Energie.

Wie entsteht Sonnenenergie?

Im Sonneninneren verschmelzen durch Kernfusion Wasserstoffkerne zu Helium, wobei riesige Energiemengen entstehen. Von diesen Energiemengen gelangt ein Teil in Form von Sonnenstrahlung auf die Erde und kann genutzt werden. Entscheidend für die Energiespeisung aus Sonnenlicht ist je nach eingesetzter Technik die Verwendung von Solarzellen in Photovoltaikanlagen oder die Nutzung von Sonnenkollektoren.

Wie genau kann die Sonnenenergie genutzt werden?

Solarzellen in Photovoltaikanlagen nehmen die kurzwelligen Sonnenstrahlen auf und wandeln diese direkt in elektrische Energie um. Damit diese Umwandlung der Sonnenenergie gewährleistet werden kann, müssen die Zellen aus einem Halbleitermaterial wie Silizium bestehen, das zusätzlich mit bestimmten chemischen Stoffen angereichert worden ist. Positive und negative Ladungsträgerpaare entstehen, wenn Sonnenstrahlen auf die Solarzellen treffen. Anschließend erfolgt die Umwandlung der Sonnenenergie in Gleichstrom durch einen elektrischen Verbraucher. Mittels eines Wechselrichters kann der Gleichstrom für den Konsumenten als Wechselstrom nutzbar gemacht werden.

Der vorangeschrittene Stand der Forschung erlaubt es uns heute aber, die Sonnenenergie auf verschiedenen Wegen zu nutzen. Beispielsweise kann auch die sogenannte solarthermale Methode angewendet werden. Bei thermischen Solaranlagen fällt das Sonnenlicht durch Spiegel gebündelt auf ein Behältnis mit Flüssigkeit. Diese Flüssigkeit wird erhitzt und erreicht Temperaturen, die Wasser zum Kochen bringen. Dieses Wasser kann wiederum direkt zur Erhitzung von Trinkwasser und Heizungen genutzt werden. Aber auch die Generierung von Strom ist möglich, indem entstehender Wasserdampf eine Turbine antreibt.

Die Nutzung von Sonnenenergie in größeren Dimensionen ist mit Solarkraftwerken möglich: Die Bündelung erfolgt hier über Parabolspiegel und Heliostate, welche die Lichteinstrahlung auf einen Absorber umleiten. In diesem Absorber entstehen extrem hohe Temperaturen, die die nachgeschaltete Umwandlung in elektrischen Strom im Wärmekraftwerk ermöglichen. Je nach Kapazität können Solarkraftwerke nicht nur einzelne Häuser versorgen, sondern ganze Regionen. Oftmals sind die entsprechenden Gelände über hundert Hektar groß und verfügen über eine Spiegelfläche von mehreren tausend Quadratmetern.

Was leistet Sonnenenergie?

Die Kraft der Sonne liefert nicht nur sauberen Strom allein, sondern beinhaltet weiterhin das Potenzial für Arbeitsplätze und ökonomische Weiterentwicklung. In den letzten Jahren wurden in Deutschland rund 150.000 Stellen im Bereich Solartechnik geschaffen, womit die Sonnenenergie den am stärksten wachsenden Bereich der erneuerbaren Energien ausmacht. Darüber hinaus haben sich gerade deutsche Maschinenbauer auf solare Systemtechnik spezialisiert. Sie rüsten mittlerweile jede zweite Solarfabrik weltweit aus. Bis zum Jahr 2030 wird ein volkswirtschaftliches Plus von mehr als 50 Milliarden Euro erwartet, allein durch den verstärkten Ausbau von Photovoltaikanlagen.