Sonnenenergie

Inhaltsübersicht:
  1. Bedeutung
  2. Photovoltaik
  3. Solarthermische Kraftwerke
  4. EEG-Förderung

Bedeutung

Platzbedarf für Solarkollektoren (Quelle: TREC)

Unfassbare Energiemengen.  Als Sonnenenergie oder Solarenergie bezeichnet man die von der Sonne durch Kernfusion erzeugte Energie, die in Teilen als Strahlungsenergie zur Erde gelangt. Als die größte Energiequelle liefert die Sonne pro Jahr eine Energiemenge auf die Erdoberfläche, die etwa dem 10.000-fachen des Weltprimärenergiebedarfs entspricht.

Aus solarenergetischer Sicht sind die Wüstengebiete der Erde besonders interessant. Sie empfangen unfassbare Energiemengen. Der jährliche Welt-Energieverbrauch strahlt bereits nach 5,7 Stunden in Form von Sonnenschein auf diese Gebiete. Weniger als 0.2% der Wüstenflächen würden ausreichen, um den gesamten Weltenergiebedarf als Strom in den Wüsten zu erzeugen.

Für den gesamten deutschen Strombedarf von 500 TWh/Jahr würden solarthermische Kraftwerke mit einer Fläche von ca. 2000 km² benötigt. Das entspricht der Fläche von Berlin und Hamburg, allerdings müssten die Kraftwerke z.B. in der Wüste Sahara stehen.

Die Sonne scheint - oder nicht. In Mitteleuropa ist aufgrund der wetter-, tages- und jahreszeitabhängigen Sonneneinstrahlung ohne zusätzliche Speichertechnologie keine konstante Energieversorgung möglich. Auf Verbrauchsschwankungen kann ebenfalls nicht reagiert werden. Zudem wird Energie gerade in kalten Gebieten beziehungsweise Jahreszeiten benötigt, wenn solartechnische Energiegewinnung deutlich weniger effektiv ist.

Über das Jahr betrachtet beträgt die eingestrahlte Energie in Mitteleuropa immerhin etwa 1.000 kWh pro Quadratmeter. Soviel, wie ein Singlehaushalt an Strom benötigt, wären da nicht die Effizienzverluste bei der Umwandlung von Sonnenenergie in Strom.

Solartechnik. Die Solartechnik beschäftigt sich mit der Nutzung der Sonnenenergie. Sie wird mit Hilfe der Photovoltaik in Strom (Solarstrom) umgewandelt, oder die Strahlung wird als thermische Energie über Solarthermie-Anlagen eingefangen und genutzt. Die Wandlung in thermische Energie durch sogenannte Sonnenkollektoren ist die weltweit meistverbreitete technische Nutzung der Sonnenenergie.


Photovoltaik

Solarstrom. Bei der photovoltaischen Nutzung von Sonnenenergie wird die Strahlung der Sonne mittels Solarmodulen in elektrische Energie umgewandelt. Solarzellen erzeugen aus Tageslicht Gleichstrom, der von einem Wechselrichter in Wechselstrom umgewandelt wird. Dieser wird ins öffentliche Stromnetz eingespeist und von den Netzbetreibern mit 46,75 Cent (Aufdachanlagen bis 30 kWp) pro Kilowattstunde vergütet (Erneuerbare-Energien-Gesetz).
Bei der solaren Stromerzeugung ging es 2007 weiterhin steil bergauf. Sie stieg auf 3,5 Mrd. kWh (0,6 % Anteil am gesamten Bruttostromverbrauch) und lag damit rd. 60 % höher als im Vorjahr (2006: 2,2 Mrd. KWh). Experten schätzen, dass die Installation in Deutschland von 1.300 Megawatt im vergangenen auf 2.400 Megawatt in diesem Jahr steigen dürfte.

Solarthermische Kraftwerke

Spiegel machen heiße Luft. In Deutschland entsteht im Forschungszentrum Jülich ein solarthermisches Forschungskraftwerk. In dem neuartigen Solarkraftwerk werden die Sonnenstrahlen mit Spiegeln eingefangen und gebündelt auf die Spitze eines 50 Meter hohen Turms geworfen. Dort wird in einem speziell entwickelten Verfahren Luft auf eine Temperatur von fast 700 °C erhitzt. Anschließend wird diese "heiße Luft" auf einen Dampfkreislauf zur Stromerzeugung übertragen. 2.500 Spiegel werden für diesen Prozess benötigt. Die Fläche, auf der diese Spiegel installiert wurden, ist vergleichbar mit der Größe von drei Fußballplätzen. Nach einer Bauzeit von gut einem Jahr wird der Solarturm eine elektrische Leistung von etwa 1,5 Megawatt zur Verfügung stellen. Das Kraftwerk soll jährlich rund 1.000 Megawattstunden Strom ins öffentliche Netz einspeisen.

EEG-Förderung

Staatliche Förderung. Die Förderung der Stromerzeugung mit Sonnenenergie wird in erster Linie durch das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) geregelt, das Vergütungssätze für Strom aus Sonnenenergie vorsieht. Die Vergütung erfolgt somit nicht aus dem öffentlichen Haushalt, sondern vom Netzbetreiber und wird mit ca. 1,0 ct/kWh auf den Strompreis umgelegt.

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