So erzeugt Solarenergie durch Solartechnik elektrischen Strom
Solarenergie liefert die wahrscheinlich wichtigste Zukunftsenergie. Hier erhalten Sie in Zusammenarbeit mit Helion alle wichtigen Infos zum Thema.
Das Wichtigste in Kürze
- Solarenergie ist zuverlässig verfügbar, die Quantität aber von mehreren Faktoren abhängig.
- Sonnenkraft kann als Solarthermie als Photovoltaik zur Strom-Erzeugung zum Einsatz kommen.
- An Lösungen zur Speicherung von Solarenergie und neue Einsatzmöglichkeiten wird geforscht.
Mit Solarenergie wird die Energie der Sonnenstrahlen genutzt. Jene entsteht innerhalb der Sonne durch Kernfusion, wobei aus Wasserstoffkernen durch Verschmelzung Helium gebildet wird.
Die daraus resultierende Energie erreicht die Erde in Form elektromagnetischer Strahlung. Sie steht der Erde zuverlässig und unbegrenzt zur Verfügung, weshalb sie sich besonders gut als Stromquelle eignet. Ihre Intensität ist abhängig vom Breitengrad des Standorts sowie der Jahres- und Tageszeit.
Denn diese bestimmen, in welchem Winkel die Strahlung auf eine Fläche auftrift: Je steiler dieser ist, desto mehr Energie kommt an einem Punkt an. Ist er flacher, verteilt sich dieselbe Energie auf eine grössere Fläche, was zu einer geringeren Ausbeute für dieselbe Fläche führt.
Solarenergie durch Photovoltaik oder Solarthermie?
Solarenergie kann auf unterschiedliche Art und Weise verwendet werden. Im Falle der Solarthermie werden unterhalb der Module Wasserleitungen entlanggeführt. Dann wird das Wasser wird erhitzt und gespeichert – es kann direkt als Warmwasser oder für Heizkörper genutzt werden.
Häufiger ist jedoch die Nutzung durch Photovoltaikzellen, in denen die Sonnenenergie mittels Halbleitern in Strom umgewandelt wird. Dies geschieht insbesondere auf Gebäudedächern, aber auch durch Aufsteller in grossen Solarfarmen.
Im Kleinen werden Solarzellen beispielsweise zum Aufladen von Akkus oder zum Betrieb von Solarlampen, Parkuhren und vielen weiteren Alltagsgegenständen eingesetzt. Während Solarthermie eine relativ hohe Sonneneinstrahlung benötigt, ist für Photovoltaik auch diffuses Licht ausreichend, sofern die Anlage nicht verschattet wird.
Probleme und Entwicklungen der Zukunft
Probleme in der Solartechnik bereitet derzeit vor allem die Tages- und Saisonabhängigkeit der Energieausbeute. Diese macht eine mittel- bis langfristige Speicherung notwendig. Diese ist aktuell noch nicht perfekt realisierbar und daher Gegenstand vieler Forschungsprojekte. Auch Rohstoffknappheit bremst den Einsatz der Technik.
Umgekehrt finden gerade in diesem Feld sehr viele spannende Entwicklungen statt. Zu ihnen zählen beispielsweise flexible Solarzellen, die nicht als Modul, sondern als Folie angebracht werden.
Auch schwimmende Module für Stauseen und ultraflache Module zum senkrechten Einsatz an Fassaden von Hochhäusern gehören zu den neuen Kreationen. Ebenso spannend sind erste Ergebnisse in der Forschung zu durchsichtigen Solarzellen, die Glasflächen ersetzen könnten.
