Solarenergie - was ist das?

Solarenergie, auch Sonnenenergie genannt, bezeichnet die Energie der Sonnenstrahlung, die vom Menschen technisch genutzt werden kann. Die Nutzung kann dabei in Form von elektrischem Strom, als Wärme, aber auch als chemische Energie erfolgen. Möglich wird das durch Kernfusionsprozesse im Inneren der Sonne. Durch Wasserstoffbrennen herrschen auf ihrer Oberfläche Temperaturen von etwa 5500 Grad Celsius, die als elektromagnetische Strahlung zum Teil auf die Erdoberfläche treffen.

Nur wenig Solarenergie erreicht die Erdoberfläche

Während die Solarenergie an der Grenze zur Erdatmosphäre eine Intensität von 1,367 kW je Quadratmeter aufweist, die so genannte Solarkonstante, trifft die Strahlungsenergie auf der Erdoberfläche je nach Region mit „nur“ 0,114 bis 0,268 kW pro Quadratmeter auf. Ein großer Teil der eingestrahlten Solarenergie wird nämlich bereits vorher von der Erde absorbiert beziehungsweise reflektiert. Dennoch reicht diese „niedrige“ Intensität auf der Erdoberfläche aus, damit der Mensch sie technisch in verschiedenen Bereichen der Energieversorgung nutzen kann.

Die größte Energiequelle der Menschheit

Die Sonne gibt eine beinahe konstante Strahlungsenergie ab. Gravierende Schwankungen sind selbst aus längst vergangenen Zeiten nicht bekannt. Somit stellt die Solarenergie eine schier grenzenlose Energiequelle dar, die, anders als fossile Energieträger, kaum erschöpfbar ist. Die Sonne, beziehungsweise die Solarenergie, ist die größte verfügbare Energiequelle der Menschheit und mit moderner Solartechnik in verschiedenen Energiebereichen nutzbar.

Solarenergie vielfältig nutzbar

Solarenergie lässt sich zum Beispiel mittels Sonnenkollektoren zur Wärmeerzeugung nutzen. Unter Zuhilfenahme von Wasserdampf erzeugt sie innerhalb von Sonnenwärmekraftwerken Strom, oder sie wird zur Gleichstromgewinnung durch Photovoltaiksysteme herangezogen. Allerdings unterliegt die solare Einstrahlung tages-, jahreszeitlichen und regionalen Schwankungen. Theoretisch würde eine Solarfarm auf einer Fläche von 700 x 700 Kilometern, aufgestellt in der sonnenreichen Sahara und mit einem Wirkungsgrad von nur 10 Prozent ausgestattet, ausreichen, um den globalen Gesamtenergiebedarf zu decken.

Solarenergie auch in sonnenarmen Gebieten

Um sich der Solarenergie auch unabhängig von der Strahlungsintensität bedienen zu können, etwa während der Nachtstunden, kann die gewonnene Sonnenenergie gespeichert werden. Die Speichermöglichkeiten gelten als eine der größten Herausforderungen, werden jedoch durch gezielte Forschungen stetig vorangetrieben.

Auch eine mögliche Wirkungsgradverbesserung der technischen Komponenten von Sonnenkollektoren und speziell Photovoltaikanlagen in sonnenärmeren Gebieten der Erde steht im Fokus der Forschung. Eine Entwicklung, die zum Ziel hat, die zur Verfügung stehende Sonneneinstrahlung möglichst effektiv und kostengünstig nutzen zu können.