Wissenschaftlichen Erkenntnissen zufolge fängt die Erde sehr viel Sonnenenergie auf, 173 Billionen Terawatt, um genau zu sein. Das ist buchstäblich zehntausendmal mehr Energie, als die gesamte Weltbevölkerung verbraucht. Dies bestätigt die Tatsache, dass die Sonne die ergiebigste Energiequelle auf dem gesamten Globus ist und dass sie eines Tages die am meisten genutzte Energiequelle sein könnte.
Bislang wurde der weltweite Strombedarf durch fossile Brennstoffe wie Erdöl, Erdgas und Kohle gedeckt. Diese Energiequellen haben jedoch vor allem zwei negative Auswirkungen:
Sie spielen eine größere Rolle bei der globalen Erwärmung und der Verschmutzung durch sauren Regen, was sich negativ auf viele Tiere, Pflanzen und Menschen in der Umwelt auswirkt.
Nur wenige Länder haben uneingeschränkten Zugang zu den Energieressourcen aus fossilen Brennstoffen, was zu globaler politischer und wirtschaftlicher Instabilität führen kann.
Die beste Alternative ist die Solarenergie, die eine erneuerbare Ressource ist, d. h. sie wird immer verfügbar sein. Sie bietet eine unbegrenzte, gleichmäßige Versorgung über die Zeit. Solarenergie ist auch eine umweltfreundliche Energiequelle, da sie bei der Energieerzeugung keine Schadstoffe freisetzt.
Was ist also Solarenergie?
Solarenergie ist die Energie, die von der Sonne in Form von Wärme und Licht erzeugt wird. Sie ist eine der erneuerbarsten und am leichtesten verfügbaren Energiequellen auf dem Planeten Erde. Die Tatsache, dass sie im Überfluss und kostenlos zur Verfügung steht und niemandem gehört, macht sie zu einer der wichtigsten nicht-konventionellen Energiequellen. Solarenergie wird von den Menschen schon seit der Antike genutzt, indem sie einfache Lupen verwenden, um das Licht der Sonne in Strahlen zu bündeln, die so heiß sind, dass sie Holz in Brand setzen können.
Die Solarenergie kann hauptsächlich zur Umwandlung in Wärmeenergie oder in Elektrizität genutzt werden. Solarenergie ist Energie, die aus der Sonne gewonnen wird. Sie wird auf 2 Arten nutzbar gemacht:
Durch die Erzeugung von Elektrizität
Bei dieser Technik werden photovoltaische Solaranlagen (PV) oder Solarzellen verwendet, die die Sonnenenergie in Strom umwandeln. Photovoltaische Geräte erzeugen Strom direkt aus dem Sonnenlicht durch einen elektronischen Prozess, der in bestimmten Materialtypen, den so genannten Halbleitern, natürlich vorkommt.
Die in diesen Materialien enthaltenen Elektronen werden durch die Sonnenstrahlen freigesetzt und dazu angeregt, sich über einen elektronischen Schaltkreis fortzubewegen, um Strom ins Netz zu leiten oder elektrische Geräte direkt zu versorgen. Diese Form der Energie kann zum Betrieb von Solaruhren, Taschenrechnern oder Verkehrssignalen verwendet werden. Sie werden häufig an Orten eingesetzt, die nicht an das Stromnetz angeschlossen sind.
Geräte mit Solarkollektoren
Ein solarthermischer Kollektor gewinnt Wärme durch Absorption der Sonnenstrahlen. Mit dieser Technik wird die Sonnenenergie zur Erwärmung von Wasser (solare Warmwasserkollektoren) für den Hausgebrauch genutzt, z. B. für Warmwasserbereiter, Whirlpools und Bodenpools. Die konzentrierten Solarkraftwerke nutzen die komplexeren Kollektoren zur Stromerzeugung, indem sie eine Flüssigkeit erhitzen, die eine mit einem Generator verbundene Turbine in Bewegung setzt. Einfache Kollektoren werden normalerweise in Gewerbe- und Wohngebäuden für die Raumheizung eingesetzt.
Die in Strom umgewandelte Sonnenenergie kann sofort für die Beleuchtung oder viele andere Geräte verwendet werden. Noch besser ist es, sie in Batterien für die spätere Nutzung zu speichern. Solarzellen erzeugen normalerweise Gleichstrom (DC). Er kann jedoch mit einem so genannten Wechselrichter in Wechselstrom umgewandelt werden. In Wärmeenergie umgewandelte Solarenergie zur Warmwasserbereitung kann sofort genutzt oder als Warmwasser in Tanks gespeichert und später verwendet werden.
Je nachdem, wie die Solarenergie eingefangen und genutzt wird, kann man sie in aktive und passive Solarenergie unterteilen. Bei aktiver Solarenergie werden spezielle Solarheizgeräte verwendet, um die Sonnenenergie in Wärmeenergie umzuwandeln, während bei passiver Solarenergie keine mechanischen Geräte vorhanden sind. Bei der aktiven Solarenergie werden mechanische Geräte wie Fotovoltaikzellen, Solarthermiekollektoren oder Pumpen und Ventilatoren eingesetzt, um die Sonnenenergie einzufangen.
Passive Solartechnologien wandeln Sonnenenergie in Wärmeenergie um, ohne dass aktive mechanische Systeme eingesetzt werden. Dabei werden vor allem Fenster, Wände, Bäume, die Positionierung von Gebäuden und andere einfache Techniken eingesetzt, um die Sonnenenergie einzufangen oder abzulenken und zu nutzen. Passive Solarheizung ist eine großartige Möglichkeit, Energie zu sparen und die Nutzung zu maximieren. Ein Beispiel für passive Solarheizung ist das, was mit Ihrem Auto an einem heißen Sommertag passiert.
