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Solarenergie - Strom durch die Sonne

Die Sonne ist die größte und wichtigste natürliche Lichtquelle in unserem Leben. Sie spendet uns und unserer Umwelt Licht und sorgt so dafür, dass es überhaupt Leben auf der Erde geben kann. Deswegen bezeichnet man die Energie der Sonnenstrahlung, die der Mensch technisch nutzen kann, als Solarenergie. Verwendet wird diese Sonnenenergie beispielsweise als elektrischer Strom, als Wärme oder als chemische Energie. Voraussetzung dafür, dass sich die Menschheit die Kraft der Sonne zunutzen machen kann, sind die Kernfusionsprozesse im Inneren der Sonne.

Seitdem man in der Lage ist die Solarenergie zu messen, gibt die Sonne eine konstante Strahlungsenergie ohne gravierende Schwankungen ab. Im Gegensatz zu den fossilen Energieträgern, wie Erdgas, Braunkohle oder Erdöl, stellt die Sonne eine schier unerschöpfliche Energiequelle dar. Dank moderner Solartechnik ist die Sonnenenergie die größte verfügbare Quelle an unterschiedlich nutzbarer Energie. 

Daraus besteht die Sonne

Die Sonne ist ein Stern und steht im Zentrum unseres Sonnensystems, welches sie durch ihre Gravitation beherrscht. Die Hauptbestandteile der Sonne sind Wasserstoff (mit 92,1%) und Helium (7,8%). Daneben finden sich in ihr noch Bestandteile aus Sauerstoff, Kohlenstoff, Neon und Stickstoff. Ihr Energie bezieht die Sonne aus der Kernfusion, die in ihrem Inneren vor sich geht. Hierbei verschmelzen pro Sekunde 567 Millionen Tonnen Wasserstoff mit 562,8 Millionen Tonnen Helium.

Ihre Leuchtkraft, also die je Zeiteinheit von der Sonne abgestrahlte Energie, beträgt auf der Erde 1017 Watt. Und das bei einer Entfernung von mindestens 152,1 Millionen km.

Die Sonnenstrahlen

Vom Weltraum aus betrachtet strahlt die Sonne übrigens weiß. Die gelbe Farbe, die wir von der Erde aus wahrnehmen, bedingt sich durch den Einfluss der Erdatmosphäre. Übrigens sind es auch die Sonnenstrahlen, die unseren Himmel blau "färben". Kurzwelliges (blaues) Licht wird an Luftmolekülen deutlich intensiver gestreut als langwelliges (rotes) Licht. Daher erscheint uns der Himmel über uns, wenn die Sonne scheint, blau. Neigt sich die Sonne am Horizont zum Untergang, legen die Lichtwellen der Sonne einen längeren Weg zurück, wodurch sie viel blaues Licht "auf der Strecke" bleibt und uns die Sonne rot erscheint.

Nutzbare Energiemengen

Zusammensetzung des Sonnenspektrum, Einstrahlungswinkel und Sonnenscheindauer - das sind alles Kriterien die Einfluss auf die nutzbare Energiemenge der Sonne haben. Diese ist nämlich nicht zu jedem Zeitpunkt und an jedem Platz auf der Erde gleich groß. Beispielsweise liegt die Strahlungsintensität in Mitteleuropa bei circa 1.00 kWh pro Quadratmeter, in der Sahara hingegen bei rund 2350 kWH pro Quadratmeter.

Solarenergie - Vorteile & Nutzung

Die Sonne liefert uns täglich 10.000 mal mehr Energie als wir eigentlich benötigen. Trotzdem werden nur 0,15 Prozent der Energiebedarfsdeckung mit direkter Sonnenenergie bestritten. Denn obwohl die Solarenergie viele Vorteile hat und vor allem zur Umweltschonung beiträgt, gibt es ein großes Problem: Um Sonnenenergie zu nutzen bedarf es einer großen Fläche. Dank des technischen Fortschritts der heutigen Gesellschaft ist das jedoch zu leisten.

Vorteile der Sonnenenergie

Im Gegensatz zu den fossilen Energieträgern steht die Sonnenenergie fast unbegrenzt zur Verfügung. Darüberhinaus sind die fossilen Alternativen bekannt für Ihre Umweltschädlichkeiten und die Kernenergie stellt mit ihren radioaktiven Abfällen ein ganz anderes Problem dar. Die Sonnenenergie hingegen ist deutlich umweltverträglicher und bei der Nutzung dieser Energiequelle ist der Verbraucher nicht mehr so stark von schwankenden Preisen abhängig.

So wird Solarenergie genutz

Um Sonnenenergie zu nutzen hat der Mensch die Möglichkeit entweder photovoltaische oder solarthermische Anlagen zu verwenden. Diese Anlagen haben sowohl spezielle Nutzungs- als auch Speichermöglichkeiten. Bei der photovoltaischen Version können mithilfe von Solarzellen die Strahlen direkt in elektrische Energie umgewandelt werden. In den meisten Fällen wird dieser Strom auch sofort genutzt, Speichermöglichkeiten sind nämlich derzeit noch groß und teuer. Viel simpler ist hingegen das Speichern von Wärme mit Hilfe von solarthermischen Anlagen. Durch das Zusammenspiel von einer Wärmeträgerflüssigkeit und schwarzen Absorbern wandeln die Sonnenkollektoren die Strahlen in Wärme um. Diese kann dann eingefangen und in einem Wärmespeicher "gelagert" werden, bis sie gebraucht wird. Dabei kann die Wärme auch in Strom umgewandelt werden.