Solarenergie – die Sonne lässt grüßen
Die Sonnenstrahlung bezeichnet eine elektromagnetische Strahlung. Sie entsteht auf der Sonnenoberfläche wegen der durch Kernfusionsvorgänge im Inneren hervorgerufenen Temperatur von ca. 5500 °C. Die energetische Nutzung dieser Strahlung ist ein Beispiel für die sogenannte Backstop-Technologie; mittels dieser Technik können erschöpfbare Rohstoffe durch unerschöpfbare ausgetauscht werden. Seit Beginn der Messungen verhält sich die Intensität der auf die Erde treffenden Sonneneinstrahlung ungefähr konstant. Angrenzend zur Erdathmosphäre werden etwa 1,367 kW/m² gemessen. Dieser als Solarkonstante bezeichnete Wert verringert sich durch den Einfluss von Reflektion, Streuung und Wetterbedingungen drastisch – jedoch ist die auf die Erdoberfläche auftreffende Energiemenge immer noch ca. 5000mal größer als der Energiebedarf der gesamten Menschheit. Alles Leben auf der Erde befindet sich in direkter oder indirekter Abhängigkeit von der Sonnenenergie, sei es durch die Erwärmung der Erdoberfläche, die Photosynthese der Pflanzen oder den Kreislauf des Wassers. In Deutschland wird die solare Energie hauptsächlich im Bereich der Photovoltaik (Stromerzeugung) und der Solarthermie (Wärmeerzeugung) genutzt.
Was ist Photovoltaik genau?
Das griechische Wort “photos” (gleichbedeutend: Licht) bildet hier mit dem Nachnamen des Physikers Alessandro Volta (Erfinder der Elektrizität) einen neuen Begriff, der die Umwandlung von Sonnenenergie in elektrische Energie beschreibt. Dieser Prozess wird über Solarzellen aus Halbleitermaterial gesteuert. Das Sonnenlicht versetzt die in den Solarzellen befindlichen Elektronen in Bewegung und erzeugt damit Strom. Der erhaltene Gleichstrom wird von einem Wechselrichter in Wechselstrom umgewandelt. Eine Photovoltaik-Anlage umfasst den Verbund aller Bauteile, also die Solarmodule (Verbund von Solarzellen), den Wechselrichter und die Stromleitungen. Der erzeugte Strom kann direkt verwendet, in Akkumulatoren gespeichert, oder in das Versorgungsnetz eingespeist werden.
Solarstrom: Wie hoch ist der Anteil am Strom in Deutschland?
Die Bundesnetzagentur meldete im Jahr 2016 einen Photovoltaik-Zubau von 1520 Megawatt (MW) neu installierter Leistung. Dieser Wert liegt weit unter dem Jahreswert von 2012 (7604 MW). Eine Anpassung des Erneuerbare-Energien-Gesetz stoppte den Höhenflug und sorgte für einen Rückgang um über 80%. Derzeit steigt die Zubau-Quote wieder etwas an. Im Jahr 2017 wurden bis Ende April 482 MW ausgebaut, dies entspricht einer Steigerung von 64% gegenüber dem Vorjahr. Das Fraunhofer-Institut berichtet im März 2017, dass die Photovoltaik im Jahr 2016 mit 1,5 Millionen Anlagen und einer Nennleistung von 41 Gigawatt ca. 7,4% (38,3 Terawattstunden) des Netto-Stromverbrauches (Endenergie) in Deutschland abdecken konnte.
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Solarstrom auch bei schlechtem Wetter?
Während Bewölkung die Stromertrags-Leistung bereits erheblich einschränkt, fällt sie bei Regen oder Schnee (durch Verschattung) mitunter komplett aus. Bei durchschnittlich 190 Regentagen pro Jahr in Deutschland kann dies zu großen Einbußen führen. Aktuell haben Forscher aus China ein Solarzellenmodell vorgestellt, das durch eine besondere Kohlenstoffbeschichtung Strom aus auftreffenden Regentropfen erzeugen kann. Dabei spielt der Salzgehalt des Niederschlags eine wichtige Rolle. Diese Technik ist zukunftsweisend, jedoch noch nicht serienreif.
Gefahren von Atomenergie
Bereits durch Normalbetrieb, jedoch auch im Zwischenlager oder bei Atommülltransporten gefährden Atomkraftwerke die Unversehrtheit von Mensch und Natur durch radioaktive Strahlung. Unfälle oder Störfälle sind weltweit bekannt, die alternden Baustrukturen werfen immer neue Probleme auf. Die größte Gefahr stellt unumstritten ein Terroranschlag oder ein Super-GAU, wie 1986 in Tschernobyl geschehen, dar.
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