Die Zukunft der Energieversorgung liegt in den erneuerbaren Energien. Eine bedeutende Rolle für die Energiewende spielt die Stromerzeugung durch Sonnenenergie.
Forscher:innen der Universität Halle-Wittenberg präsentieren vielversprechende Ergebnisse: Durch die Verbindung dreier Kristallschichten konnte der photovoltaische Effekt deutlich erhöht werden.
Wer schon einmal einen Sonnenbrand hatte, der weiß um die Kraft der Sonne. Kein Wunder also, dass die Sonne ein guter Energielieferant ist. Der Energieträger Sonne bringt zwei unschlagbare Eigenschaften mit: Er ist kostenlos und unbegrenzt verfügbar. Darüber hinaus ist die Sonne die Voraussetzung für Wind- und Wasserkraft. Schließlich treibt sie das Wetter an und sorgt für Wind und Niederschläge.
Die Energie der Sonne lässt sich auf vielen Wegen direkt nutzen. Solarzellen in Photovoltaikanlagen, solarthermische Kraftwerke und Sonnenkollektoren nutzen die Sonnenstrahlung und wandeln die Strahlungsenergie direkt in Strom oder Wärme um. 2022 kamen rund 10,9 Prozent des erzeugten Stroms aus Photovoltaikanlagen – drei Viertel davon aus Dachanlagen und ein Viertel aus Freiflächenanlagen.
Wenn von Stromerzeugung durch Sonne die Rede ist, dann ist häufig Photovoltaik gemeint. Dabei werden hauptsächlich mono- und polykristalline Solarzellen eingesetzt. Das Halbleitermaterial, aus dem die Solarzellen bestehen, setzt unter Einfluss von Sonnenlicht Elektronen in Bewegung. Dadurch wird Strom erzeugt. Der entstehende Gleichstrom wird dann über einen Wechselrichter in Wechselstrom umgewandelt. Viele Neubauten werden mit Photovoltaikanlagen ausgestattet, viele ältere Häuser nachgerüstet. Photovoltaik für die Selbstversorgung ist beliebt, denn mit einer eigenen Anlage auf dem Dach lassen sich ordentlich Stromkosten sparen.
Eine andere Möglichkeit, sich Sonnenenergie zunutze zu machen, sind solarthermische Kraftwerke. Dabei werden die Sonnenstrahlen mit Brennspiegeln gebündelt und erhitzen Flüssigkeit, die dann eine Turbine antreibt. Solarthermische Kraftwerke kommen allerdings primär in sonnigen Teilen der Erde zum Einsatz. In Deutschland gibt es sie aufgrund der geringen Einstrahlung eher selten.
Solarmodule und Photovoltaikanlage auf dem Dach sind die gängigste Lösung, wenn es darum geht, die Sonnenenergie an Gebäuden zu verarbeiten. Es gibt aber auch kreativere Ansätze. Die klassische Photovoltaikanlage auf dem Dach könnte beispielsweise durch Solarfassaden oder Solarzellenfenster abgelöst werden oder durch Photovoltaikpanels in Form von Dachziegeln. Mit dieser Methode werden die Solarzellen so gut wie unsichtbar. Dadurch können sogar denkmalgeschützte Gebäude wie die antike Stadt Pompeji mit Solarmodulen ausgestattet werden.
In Zukunft könnte auch Solarenergie aus dem All eine Option sein. Anfang 2023 hat ein Forschungsteam des California Institute of Technology (Caltech) dazu erstmals den Prototyp eines Satelliten mit Solarzellen in den Weltraum geschickt.
Auch bei der Elektromobilitätswende ist Solarenergie ein Thema. Denn grundsätzlich sind Photovoltaik und Elektromobilität das perfekte Team. So setzen Hersteller wie Sono Motor und Lightyear im Marketing schwerpunktmäßig auf das Thema Solar. Wie realistisch ein autarkes Solarauto derzeit ist, ist allerdings fraglich.
Wozu Sonnenenergie im Stande ist, zeigt ein als Solar-Dorf bekannter Ort in Indien. Das Dorf ist komplett solarbetrieben und erzeugt damit genug Energie, um sich selbst zu versorgen und den Rest an das Netz zu verkaufen.
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