Was versteht man unter Solarenergie?

Seit dem Beginn der Menschheit wird die Sonnenenergie für zwei verschiedene Arten von Energie benutzt. Und zwar für Wärme und für Licht. Aufgrund der Sonne ist ein Leben auf der Erde erst möglich. Wäre die Sonne weiter entfernt, wäre es zu kalt um zu leben. Wäre die Sonne ein Stück näher wäre es viel zu heiß. Seit dem Ende des letzten Jahrhunderts kann die Energie noch für etwas anderes benutzt werden, für das Erzeugen von elektrischer Energie. Wenn man heute Sonne und Strom in einer Verbindung hört, verbindet man es immer mit Solar- oder Solarenergie.
Ein anderes Wort für Solarenergie ist Sonnenenergie. Es bezeichnet die Energie, die die durch die Sonne erzeugt wird, Sonnenstrahlung, und von dem Mensch genutzt werden kann. Wie die Nutzung erfolgt wird von den Verbrauchern bestimmt. Sie kann als Wärme, elektrischen Strom und als chemische Energie benutzt werden. Wodurch entsteht die Möglichkeit, die Energie aus der Sonne zu verwenden? Das ist nur durch die Kernfusionsprozesse im Innern möglich.
Die meiste Energie der Sonne wird in der Erdatmosphäre absorbiert. Die Differenz beläuft sich in etwa auf 1,2 kW je Quadratmeter. Diese niedrige Intensität reicht trotzdem, um von Menschen zur Energieversorgung genutzt zu werden.
Es ist eine Energiequelle, die fast nicht versiegen kann. Andere Energieträger sind meistens erschöpfbar.

Solarenergie ist vielseitig

Direkt kann die Sonnenenergie durch Fotovoltaikanlagen oder Sonnenkollektoren genutzt werden. Indirekte Nutzung ist möglich durch Wasserkraftwerke, Biomasse oder Windkraftanlagen. Es ist ein Beispiel für neue moderne Backstopptechnologie.
Doch die Solarenergie unterliegt einige Einflüsse, unter anderem Tages- und Jahreszeiten, regionale Schwankungen und der jeweiligen Sonnenstunden. Wenn Sie zum Beispiel die sonnenstarke Sahara nehmen, würde die den globalen Gesamtenergiebedarf decken, obwohl sie mit 10 % Wirkungskreis nicht klug gewählt wäre. Dafür müsste eine 700 x 700 km große Solarfarm aufgestellt sein.
An dem Beispiel lässt sich jedoch schön verdeutlichen, dass Sonnenenergie zu nutzen eine wirklich gute Möglichkeit ist. Um die Energieversorgung zu gewährleisten, sind zusätzliche Maßnahmen notwendig. Sie brauchen einen Energiespeicher, Zusatzsysteme und eine Regelungstechnik. Im Jahre 2011 ging mit der Energielandschaft Morbach, die erste Solargasanlage ins Rennen. Die Sonnenenergie wird in Erdgas umgewandelt und kann als gasförmig gespeichert werden.
Um sich in Deutschland, den Winter über, gut mit Wärme zu versorgen zu können, brauchen Sie einen Langzeitspeicher. Die Energie aus dem Sommer kann dadurch in den Winter übertragen werden.
In solarthermischen Kraftwerken wird mithilfe eines Spiegels eine konzentrierte Sonneneinstrahlung genutzt. Das hilft beim Verdampfen von Flüssigkeiten. Und durch Dampfturbinen kann dann Strom gewonnen werden. Flüssigsalztanks können als Wärmespeicher genutzt werden und können so kurze Bedarfsschwankungen ausgleichen oder in der Nacht die Dampfturbine antreiben.Halbleitereffekte dienen zur Stromerzeugung bei Fotovoltaik-Kraftwerken. Der Gleichstrom kann zum einen direkt in ein Inselstromnetz gespeist, oder mit Hilfe von Wechseltrichter in das Wechselstromnetz eingepflegt werden. Später muss das Ganze dann umgewandelt werden, in Wasserstoff und Methan, dann kann es in den dezentralen Batterien gespeichert werden.

Abwegungen bei einer Verwendung der Sonnenenergie

Die Sonne ist am Himmel und für allen Menschen frei zugänglich. Sie kostet kein Strom und wird nie leer gesogen. Eine Auflistung der Vor- und Nachteile soll das verdeutlichen.
Vorteile:

• es werden keine Schadstoffe freigesetzt
• es ist klimaschonend
• setzt keine Treibhausgase frei
• erspart einen Import von fossilen oder nuklearen Brennstoffen
• gemäß menschlichem Ermessen, unbegrenzt verfügbar

Nachteile:

• Sonnenenergie ist abhängig von Wetter-, Tages- und Jahreszeiten
• die Energieversorgung ist nicht konstant und bedarfsgerecht
• gemäß der geringen Energiedichte ist der Flächenbedarf ziemlich groß (steht somit in Konkurrenz zur landwirtschaftlichen Nutzung)

Warum kann man bei Solar von erneuerbare Energien reden?

Bei erneuerbare Energien (EE), oder auch regenerative Energie genannt, handelt es sich um Energien, die im menschlichen Zeithorizont fast unerschöpflich zur Verfügung steht oder sich schnell erneuern lassen. Fossile Energiequelle brauchen unter Umständen Millionen von Jahren um sich wieder zu erholen und nachzubilden. Sie bilden eine große Säule der Energiepolitik. Und nehmen großen Einfluss auf die Energiewende. Was gehört alles zu der erneuerbaren Energie? Dazu gehören Meeresenergie, Sonnenenergie, Wasserkraft, Windenergie, Geothermie und Bioenergie. Der Begriff wird nicht nur rein physikalisch verstanden. Manchmal werden auch sekundäre Energieträger (wie z. B. Wärme, Elektrizität, Kraftstoff) unpräzise erneuerbare Energien genannt. Weil, diese aus anderen Erneuerbaren gewonnen wurden. Alles Elektrische was aus diesen Energiequellen gewonnen wird, wird als Ökostrom oder Grünstrom bezeichnet. In vielen Staaten befinden sich dieser Energiequelle auf dem Vormarsch. Hier nun ein paar Fakten dazu. 2012 wurde weltweit der Bedarf an Strom, Verkehr und Wärme, mit 19 % aus erneuerbare Energien gewonnen. Ein Jahr später lag er bei 22,1 %.
In 144 Staaten gibt es Ausbauziele, und in 138 Staaten sind Fördermaßnahmen vorhanden. Eingeschlossen auch 95 Entwicklungsländer und Schwellenländer.
Die wohl größten Ziele hat sich China gesetzt. Innerhalb von vier Jahren möchten sie ihren Anteil um 50 % steigern. Berichten von John A. Matthews, Hao Tan, Manufacturer renewables to build energy security vom 10.09.2014 zufolge, wurden die Investitionen von EE denen der konventionellen Kraftwerken übertroffen.
Die Sonnenenergie kann für folgende Sachen benutzt werden:

• Solarenergie
• Solarchemie
• Bioenergie
• Solarthermie
• Pflanzenöl
• Holz
• Biogas
• Aufwindkraftwerke
• Staudämme
• Wellenenergie
• Biowasserstoff

Um nur einigen Dinge zu nennen.

Solarenergie für Fotovoltaik nutzen

Gut zu verstehen wie dieser Vorgang abläuft ist es, wenn die Fotosynthese als Prinzip beachtet wird. Es ist eine Umwandlung von der Energie aus der Sonne in elektronische Energie.
Eine Solarzelle in einem Rahmen besteht oftmals aus Silizium. Es ist ein Halbleitermaterial. Aufgrund der geringen Rohmaterialkosten und der einfachen Verarbeitung eignet es sich besonders gut. Die Zellen bestehen grundsätzlich aus zwei Schichten. Eine ist negativ geladen und die andere positiv. Sobald Sonnenstrahlen, mit elektromagnetischer Energie, auf die Zellen scheinen, entsteht eine Spannung zwischen den beiden Schichten. Wie in etwa bei zwei Magnetpolen. Mit dem Stromkreislauf wird die entstandene Energie freigesetzt und nutzbar gemacht. Die Mengen sind relativ gering und vielen Schwankungen ausgesetzt. Deswegen sind immer mehr Solarzellen ratsam. Mehrere zusammengenommen können besser genutzt werden und der Strom ist auch messbar.

Schwankungen können vermieden werden!

Eine Devise lautet viele Solarmodule zusammenschließen. Die unterstützen sich dann ebenfalls wie die einzelnen Solarzellen untereinander. Die Solaranlage produziert dann eine ausreichende Menge an Gleichstrom. Am Ende dieser Fotovoltaikanlage befindet sich ein Wechselrichter. So kann der Gleichstrom in Wechselstrom umgewandelt werden.
Je nach Menge der Solarmodule erfolgt die Einspeisung ins eigene Stromnetz oder in das allgemeine Stromnetz. Das wird dann entsprechend vergütet. In kleineren Systemen kennt man es auch. Zum Beispiel funktionieren Ampeln oder Anzeigetafeln mit eigenen Solarzellen. Auch gibt es in einigen Gebieten Straßenbeleuchtung, die mit Solar funktioniert. Falls die Energie verbraucht wurde, gehen diese Schilder oder Lampe einfach aus, und laden sich nächsten Tag von Neuem.

Solarenergie in Afrika

In vielen Ländern in Afrika ist das Stromnetz nicht gut ausgebaut. Zudem wird der Strom oft aus Staudämmen produziert. Im Falle von einer Regenzeit und einer Trockenzeit sind die Staudämme am Ende der Trockenzeit nicht mehr so voll mit Wasser. Die Möglichkeit Strom daraus zu gewinnen ist nicht sehr hoch.
Immer wieder sieht man, dass die Menschen umdenken. In der Sonne liegen kleine Solarpanels, die für Licht am Abend sorgen sollen. Würde mehr Geld in Solar investiert werden könnte dies den Bildungsstand der afrikanischen Länder heben. Oftmals können nämlich keine Hausaufgaben gemacht werden, weil es kein Licht gibt. So führt ein Problem oft zum nächsten Problem.
Die Menge an Sonneneinstrahlung ist in Afrika wesentlich höher als in Europa.

Fazit:

Die Sonne zu nutzen ist ein gutes Mittel um Reserven der Erde zu schonen und der Umwelt Gutes zu tun. Wenn noch mehr Menschen auf Solar umsteigen würden, würden auch die Kosten geringer werden. Denn der Preis wird in diesem Fall aufgrund der Nachfrage bestimmt.