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Häufig gestellte Fragen (FAQ)

Solarenergie

08.01.2020

Was ist Solarenergie, wie kommt die Sonnenenergie auf der Erde an, und wie wird sie genutzt? Lesen Sie hier Informationen zu Solarenergie, wie sie in Deutschland aufgestellt ist, und was aktuelle Trends der Solartechnik sind.

Was ist Solarenergie?

Solarenergie – auch Sonnenenergie genannt – ist die Energie der Sonnenstrahlung. Diese Energie kann auf unterschiedliche Arten technisch genutzt werden: in Form von elektrischem Strom, als Wärme, oder auch als chemische Energie. Sonnenstrahlung ist elektromagnetische Strahlung und resultiert aus Kernfusionsprozessen im Sonneninneren.

Häufige Fragen zu Solarenergie

Wie kommt Sonnenenergie zur Erde?

Von der Sonne aus muss die Solarenergie durch das All bis zur Erde – ein Weg, der etwa acht Minuten dauert. Die Energie trifft als elektromagnetische Strahlung auf die Erde, wo sie zum größten Teil von der Erdatmosphäre absorbiert oder von der Erde reflektiert wird. Die verbleibende Energie wird beispielsweise von Photovoltaikzellen aufgenommen.

Wo ist die Sonnenstrahlung am stärksten?

Am stärksten ist die Sonnenstrahlung in der Gegend rund um den Äquator, da hier die Sonnenstrahlen senkrecht auf eine relativ kleine Fläche treffen. Je nachdem, wie der Winkel der Sonnenstrahlen zum jeweiligen Ort auf der Erde ist, desto stärker oder schwächer ist die Sonnenstrahlung.

Wie umweltfreundlich ist Solarenergie?

Die Energie der Sonne an sich ist zu 100 Prozent umweltfreundlich, da sie eine regenerative Energiequelle ist. Die Art, wie wir sie umwandeln und für uns nutzbar machen, jedoch nicht. Kritisiert wird beim CO2-Abdruck von Solarstrom beispielsweise die Herstellung von Solarzellen, die viel Strom benötigt. Dadurch, dass nun viele Solarzellen in China hergestellt werden, ist der Preis relativ gering. Der nötige Strom zur Produktion kommt in China jedoch hauptsächlich aus fossilen Quellen, und die Treibhausgasemissionen sind deutlich höher als bei der Produktion in Europa. Positiv ist, dass die Effizienz von Solarzellen in Zukunft weiter steigen wird, was wieder einiges an CO2-Ausstoß kompensieren wird.

Was ist der Wirkungsgrad?

Der Wirkungsgrad ist ein Messwert für Solarzellen. Der Wirkungsgrad beschreibt, wie hoch bei Solarzellen der Anteil an Solarenergie ist, der in Solarstrom umgewandelt ist.

Anteil an Solarenergie in Deutschland

Im Jahr 2018 wurden in Deutschland bereits mehr als sieben Prozent des erzeugten Stroms durch Solarenergie bzw. Photovoltaik produziert – eine deutliche Steigerung zu 2017.

Wie man in der Studie von Statista sehen kann, gab es bei der Bruttostromerzeugung durch Photovoltaik in Deutschland einen rasenden Fortschritt: 2010 wurden weniger als zwei Prozent des erzeugten Stroms durch Solarenergie produziert.

Solarenergie Anteil bei der Stromerzeugung in Deutschland

An sonnigen Frühlings- und Sommertagen zur Mittagszeit wird in Deutschland mit Solarenergie inzwischen mehr als die Hälfte der Stromverbrauchsspitzen erzeugt – in den Bundesländern Baden-Württemberg und Bayern erreichen die Werte sogar zwei Drittel. Der Ausbau der Nutzung von Solarenergie schreitet stets voran: Im Jahr 2011 wurde mittels Photovoltaik in Deutschland um dreihundert Mal mehr Solarstrom produziert, als im Jahr 2000. Im Jahr 2012 wurde mit einem Zubau von 8.300 Megawatt ein neuer Rekord aufgestellt.

Verbreitete Nutzung von Solarenergie und Mobilität

Die bekanntesten Arten, wie Solarenergie genutzt wird, sind:

  • Solarzellen bzw. Photovoltaikanlagen: Hier wird Sonnenergie durch Photovoltaikzellen in Wechselstrom umgewandelt. Mehr Informationen finden Sie im Ratgeber zu Photovoltaik.
  • Solarthermie, solarthermische Kraftwerke oder Sonnenkollektoren: Bei Solarthermie wird Wärme produziert. Details dazu finden Sie im Ratgeber zu Solarthermie.

Weitere Bereiche, in denen Solarenergie genutzt werden kann, sind zum Beispiel Mobilität, in der städtischen Infrastruktur, für Pools oder sogar zum Aufladen für Smartphones.

Solarautos – Mobilität mit Solarstrom

Ein Solarauto oder Solarfahrzeug ist ein Fahrzeug, das lediglich mit Sonnenenergie betrieben wird. Im Gegensatz zu Elektrofahrzeugen, deren Akku mit Autostrom aus einer Stromtankstelle aufgeladen wird, beziehen diese Autos ihren Treibstoff während der Fahrt. Meist sind diese Solarautos auf der Oberfläche mit Solarzellen bestückt, die das Auto dann mit dem daraus gewonnenen Strom antreiben. Meist verfügen solche Fahrzeuge zusätzlich über einen Akku, damit sie bei schlechten Lichtverhältnissen trotzdem fahrtüchtig bleiben.

Solarautos sind meist auf eine von zwei Nutzungsarten ausgelegt: Entweder, sie wurden als Rennwagen gebaut, oder sie haben eine Straßenzulassung. Die Liste von in Deutschland gebauten Solarautos mit Straßenzulassung auf Wikipedia kann sich sehen lassen:

  • Open World Solarbuggy: Der Buggy wurde 2015 gebaut und durchquerte die Tanamiwüste in Australien. Der Buggy verfügt über Solarmodule am Dach und im Fahrzeuginneren.
  • PowerCore SunCruiser: Ein 2013 gebauter Dreisitzer mit vier Radnabenmotoren und Solarzellen auf dem Dach.
  • SolarWorld GT: Der Zweisitzer bewältigte die erste voll solar-autarke Weltumrundung.
  • Sono Sion: Eine Kombilimousine, die 2016 der Öffentlichkeit präsentiert wurde. Die Karosserie des Fahrzeugs ist mit Photovoltaikelementen beklebt. Insgesamt finden sich 330 Solarzellen auf der Karosserie des Autos.
  • ThyssenKrupp SunRiser: Das Auto wurde 2015 gebaut, ist ein Zweisitzer und hat mit nur solarer Aufladung eine Reichweite von bis zu 600 Kilometern pro Tag. Das Modell wurde bei der World Solar Challenge 2015 für seine Praktikabilität ausgezeichnet und erreichte den dritten Platz des Wettbewerbs.
  • Dethleffs e.home: Ein Camper-Reisemobil, das mit Dünnschicht-Solarzellen bestückt ist.

Solarradweg in Deutschland und den Niederlanden

In Krommenie, den Niederlanden, wurde 2014 SolaRoad gebaut, der erste aus Solarpanelen bestehende Radweg der Welt. Hintergrund des Projekts waren zahlreiche Machbarkeitsstudien zum Thema Smart Highways. Der Radweg besteht aus Solarpanelen, die durch eine ein Zentimeter dicke Glasschicht geschützt werden. Die daraus erzeugte Energie soll für Straßenbeleuchtung, Ampeln und ähnliches verwendet werden. Das Projekt wurde trotz ein paar Schwierigkeiten als erfolgreich eingestuft: Innerhalb von 12 Monaten wurde soviel Energie daraus gewonnen, wie drei Solarsysteme auf Hausdächern ergeben. Kritiker bemängelten jedoch, dass der Environmental Impact during the Lifetime (LCA) negativ ist, da die daraus gewonnene Energie nicht für die benötigten Ressourcen beim Bau kompensieren können wird. Der Radweg erzeugt bis heute Energie.

In Deutschland (Erfstadt, Nordrhein-Westfalen) wurde ebenfalls ein solcher Radweg gebaut und 2018 eröffnet. Das Projekt stand leider unter keinem guten Stern: Einige Solarmodule wurden falsch verlegt, mutwillig zerstört, oder anderweitig beschädigt. Circa ein Jahr nach Eröffnung ließ die Stadt den Radweg deshalb wieder abbauen.

Technische Nutzbarmachung von Solarenergie

Man kann Solarenergie direkt oder indirekt nutzen. Als direkte Nutzung bezeichnet man beispielsweise:

  • Solarthermie: Sonnenkollektoren gewinnen Wärme
  • Photovoltaik:Solarzellen, die Strom erzeugen
  • Sonnenwärmekraftwerke
  • Aufwindkraftwerke
  • Solarballons
  • Solarkocher oder Solaröfen

Folgende Nutzungen der Solarenergie sind indirekt:

  • Wasserkraftwerk
  • Windkraftanlagen
  • Biomasse: Verarbeitung von Pflanzen oder pflanzlichen Abfällen zu Gasen oder Flüssigkeiten zum Energiegewinn

 

 

Die Nutzbarmachung von Solarenergie mittels technischer Hilfsmittel bezeichnet man als Solartechnik.

 

Die Nutzung der Solarenergie gilt als so genannte Backstop-Technik. Darunter versteht man eine Ersetzung von erschöpflichen Ressourcen durch unerschöpfliche. Erschöpfliche Ressourcen sind zum Beispiel fossile Brennstoffe, unerschöpfliche sind neben Sonnenenergie auch Windenergie oder Geothermie.


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