Solarenergie Nutzungsmöglichkeiten

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Nutzungsmöglichkeiten der Sonnenenergie

Solarenergie
Sonne © Jürgen Fälchle, fotolia.com

Die Sonne ist ein gigantischer Energiespender. Jeden Tag vollführt sie eine Strahlungsleistung von 4 x 1023 kW, wovon 1,8 x 1014 kW auf die Erde treffen. Mehr als genug, um die weltweit benötigte Energieleistung von 1010 kW decken zu können. Die Sonne liefert uns also täglich 10.000 Mal mehr Energie, als wir überhaupt benötigen.

Wie viel Sonnenenergie lässt sich nutzen?

Ein Vielfaches der Sonnenenergie wird langfristig in fossilen Energieträgern gespeichert und diese dann bequemerweise zur Energiegewinnung verwendet. Die direkte Sonnenenergienutzung trägt nur 0,15 Prozent zur Energiebedarfsdeckung bei, denn sie bietet gegenüber fossilen Energiequellen, neben den vielen Vorteilen (keine Verbrennungsrückstände, Ressourcenschonung, homogene Verteilung, emissionsfreie Nutzung), auch einen großen Nachteil: Eine geringe Leistungsdichte und einen daraus resultierenden, hohen Flächenbedarf.

Die maximale Leistungsdichte der Sonnenenergie liegt bei 1,3 kW je Quadratmeter. Im Vergleich dazu: Die Leistungsdichte eines Kohlekraftwerks liegt bei 500 kW je Quadratmeter. Hinzu kommen die regionalen, sowie die tages- und jahreszeitlichen Schwankungen, die einem konstanten Energiefluss im Wege stehen. Damit die stete Versorgung dennoch gewährleistet werden kann, muss die Sonnenenergie nicht nur nutzbar gemacht, sondern auch gespeichert werden.

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Sonnenenergienutzung durch Photovoltaische Anlagen

Photovoltaik
Photovoltaik © Gerhard Seybert, fotolia.com

Für die Nutzbarmachung der Sonnenenergie stehen dem Menschen solarthermische oder photovoltaische Anlagen mit entsprechenden Speicher- und Nutzungsmöglichkeiten zur Verfügung. So lassen sich mit Hilfe von Solarzellen die auftreffenden Sonnenstrahlen direkt in elektrische Energie umwandeln. Diese Energie kann an Ort und Stelle verbraucht oder in das öffentliche Stromnetz eingespeist werden.

Auch verschiedene Speichermöglichkeiten für aus Sonnenenergie erzeugten Strom beschäftigen die Forscher auf der ganzen Welt. Noch sind Speicher für solar erzeugten Strom groß und teuer, technische Verbesserungen sollten aber in absehbarer Zeit zu einer möglichen Massenproduktion von Solarstromspeichern führen und die Kosten entsprechend verringern.

Sonnenenergienutzung durch Solarthermische Anlagen

Photovoltaik
Solarthermie © Manuela Fiebig, fotolia.com

Deutlich einfacher gestaltet sich das Speichern von durch Sonnenenergie erzeugte Wärme. Die Sonnenkollektoren, so genannter solarthermischer Anlagen, wandeln die Sonnenstrahlen durch das Zusammenspiel von schwarzen Absorbern und einer Wärmeträgerflüssigkeit (meistens Wasser, aber auch Öl) in Wärme um. Diese transportiert die „eingefangene“ Wärme zu einem Wärmespeicher, aus dem sich die gespeicherte Wärme nach Bedarf abrufen oder mittels weiterer technischer Komponenten (z.B. Stirling Motoren) zu Strom umwandeln lässt. Um den Energieumsatz zu erhöhen, wird hierbei eine Bündelung des Sonnenlichts angestrebt. Im wesentlichen haben sich zur Bündelung drei Ansätze durchgesetzt: Parabolspiegel, Zylinderspiegel und Heliostaten.

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