Was ist eigentlich Solarenergie? 🌞

Der Umstieg auf erneuerbare Energien wird immer wichtiger und rückt somit mehr und mehr in den Fokus der Bevölkerung. Gerade jetzt, wo die Preise für Strom ins Unermessliche steigen, ist der Ausbau nachhaltiger Energiequellen sinnvoll. Zudem steht der Sommer vor der Tür und Sonnenstrahlen können als Energiequelle bestens genutzt werden. Wir erklären dir, wie das funktioniert und was Solarenergie überhaupt ist. 🌞⚡

Bei der Sonnen- oder auch Solarenergie handelt es sich um die Energie, die in der Sonnenstrahlung enthalten ist. Sie wird mittels entsprechender Techniken entweder in Wärme- oder elektrische Energie umgewandelt. Das Gute dabei ist, dass die Sonne der größte natürliche Energielieferant unseres Planeten ist und somit Sonnenstrahlen unendlich zur Verfügung stehen. Daher zählt die Solarenergie auch zu den unerschöpflichen, erneuerbaren Energien. 🤩

Generell unterscheidet man in zwei Arten von Solaranlagen: 

Solarthermieanlagen wandeln Sonnenenergie in Wärmeenergie um und Photovoltaikanlagen produzieren mit Hilfe der Sonnenstrahlen Strom. Aber auch die Umwandlung der Sonnenenergie in chemische Energie ist möglich. 

Um zu verstehen wie Solarenergie entsteht, werfen wir zuerst einmal einen Blick auf die Zusammensetzung der Sonne. Wie du auch in der Abbildung sehen kannst, besteht diese zu 70% aus Wasserstoff, zu 28% aus Helium und zu 2% aus anderen Metallen.

Doch wie erklärt uns das jetzt, wie Solarenergie entsteht? Im Inneren der Sonne bei über 5000 Grad Celsius finden sogenannte Kernfusionsprozesse statt. Dabei verschmelzen die Atomkerne der Wasserstoff-Atome und bilden somit Helium. Durch diese Fusion entstehen elektromagnetische Wellen, die dann in Form von Sonnenstrahlen auf die Erde gelangen. 

Wenn diese elektromagnetischen Wellen dann auf Solarthermie- oder Photovoltaikanlagen treffen, können sie in Wärme bzw. Strom umgewandelt werden. Wie das genau funktioniert, erklären wir dir in unserem Artikel Was passiert in einer Solarzelle? 🔋

Die gesamte Energie, die von der Sonne in den Weltraum abgestrahlt wird, ist fast immer konstant und beträgt 38.000.000.000^26 Joule. Das ist also enorm viel. Doch längst nicht die gesamte Energie, die die Sonne verlässt, erreicht auch die Erde. 

Allerdings kommen immer noch 1,119 Trillionen Kilowattstunden Energie von der Sonne bei uns an. Das ist etwa 7.000 mal mehr Energie, als wir in einem Jahr benötigen. 

Und das Beste daran: Bis die Sonne ihre Vorräte an Wasserstoff aufgebraucht haben wird, werden noch über 5 Milliarden Jahre vergehen. Bis dahin liefert sie uns also noch konstant Solarenergie. 😇

Um Solarenergie auch an weniger sonnenreichen Orten und in der Nacht nutzen zu können, muss diese gespeichert werden. Allerdings gelten die Speichermöglichkeiten aktuell noch als eine der größten Herausforderungen. Sie werden jedoch durch gezielte Forschungen stetig vorangetrieben. 🔬

Vor allem auch aus wirtschaftlichen Gründen ist die Speicherung von Strom sinnvoll, denn mit einem Speicher kann mehr Strom selbst verbraucht werden und eine Unabhängigkeit vom Stromnetz und den Strompreisen erreicht werden. Wenn du eine Photovoltaikanlage besitzt, kannst du so möglichst viel Strom direkt zuhause nutzen und überschüssigen Strom ins Netz einspeisen. 

Generell wird Solarstrom in Batteriespeichern gespeichert.🔋 Die wohl meist verbreitete Batterietechnologien sind Blei-Akkus, entweder in Form von Blei-Säure-Batterien oder in Form von Blei-Gel-Batterien. Der Unterschied liegt darin, dass bei Blei-Gel-Batterien die in der Batterie enthaltene Schwefelsäure mit Gel umschlossen ist. In der Regel haben Blei-Akkus eine Lebensdauer von rund 10 Jahren, müssen allerdings aufgrund der chemischen Reaktion regelmäßig gewartet werden. 

Eine neuere Speichertechnik sind Lithium-Ionen-Akkus. Diese besitzen einen höheren Wirkungsgrad als Blei-Akkus, daher gelten sich als Zukunft der Stromspeichertechnologie. Aktuell ist ihre Lebensdauer allerdings noch schwer vorauszusagen. Schätzungen zufolge liegt diese aber bei rund 20 Jahren. 

Seit dem Jahr 2000 steigt die Nutzung von Photovoltaikanlagen in Deutschland kontinuierlich an. Zurückzuführen ist der Anstieg auf die Einführung des EEG (Erneuerbaren Energien Gesetz) im Jahr 2000. Dadurch wurden Einspeisevergütungen gefördert und das Fundament für den Solarboom gelegt. Im Jahr 2021 lag der Anteil der Photovoltaik an der Bruttostromerzeugung in Deutschland bei 8,8 Prozent (insgesamt 49,99 Terawattstunden). 🤩Im Jahr 2020 belegte Deutschland in der Energieerzeugung durch Photovoltaikanlagen Rang 5. Vorreiter waren China, Vietnam und die USA, gefolgt von Japan.  

Quelle: https://de.statista.com/statistik/daten/studie/250915/umfrage/anteil-der-photovoltaik-an-der-stromerzeugung-in-deutschland/#professional

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Du merkst also, Sonnenenergie ist vielseitig. Während Wind- und Wasserkraft an lokale Ressourcen gebunden sind, ist Solarenergie weltweit nutzbar. Solarenergie, Solarzellen und auch Solarstromspeicher befinden sich immer noch in der Entwicklung, daher ist ein Voranschreiten beider Technologien absehbar. 🌞

Wie sieht es bei dir aus? Nutzt du bereits Solarenergie oder überlegst du den Umstieg auf eine Photovoltaikanlage? Schreibe uns gerne deine Erfahrungen dazu via Facebook, Instagram oder Twitter.

Titelbild: © Matthias Neufeld