Die Kraft der Sonne

Ohne die Sonne wäre kein Leben möglich. Sie spendet mit ihrer Wärme Leben, strukturiert unseren Tag und unsere Jahreszeiten. Sonnenlicht sorgt auch dafür, dass Pflanzen Photosynthese betreiben und dadurch wachsen und gedeihen können.

Pflanzen sind nicht nur in Form von Nahrung lebenswichtig für uns, sondern auch, weil sie im wahrsten Sinne des Wortes unsere Luft zum Atmen, den Sauerstoff, produzieren. In früheren Zeiten wurde die Sonne als Gottheit angebetet oder genutzt, um mithilfe einer Sonnenuhr die Uhrzeit zu bestimmen.

Aber die Sonne kündigt mit ihren Strahlen nicht nur jeden Morgen einen neuen Tag an, sondern verfügt auch über eine Energie, die technisch genutzt werden kann. Die Möglichkeiten, wie die Sonnenenergie, auch Solarenergie genannt, genutzt werden kann, sind vielfältig. So kann sie beispielsweise mithilfe von Photovoltaikanlagen oder Sonnenkollektoren direkt zur Stromerzeugung genutzt werden. Doch auch eine indirekte Nutzung der Sonnenkraft zur Stromerzeugung ist möglich, beispielsweise bei Wasserkraftwerken oder Windrädern.

Die Sonne als Energiequelle

Seit Langem träumen Wissenschaftler davon, die Macht der Sonne zu nutzen, doch erst in den letzten Jahren wurde damit begonnen, diesen Traum zu realisieren. Mithilfe von Solarzellen oder Sonnenkollektoren kann die Energie der Sonne nutzbar gemacht werden. Nachdem es sich um eine erneuerbare Energiequelle handelt, fördern viele Länder die Nutzung und den Ausbau der Solarenergie. Durch diese Subventionen konnte die Sonnenenergie bereits zu einem Zeitpunkt genutzt werden, als sie preislich noch deutlich teurer als andere Energieformen und somit eigentlich nicht wettbewerbsfähig war.

Wie wird aus Sonnenenergie Strom?

Bei der direkten Nutzung der Sonnenenergie lassen sich verschiedene Formen unterscheiden. Bei der Solarthermie wird durch Sonnenkollektoren Wärme gewonnen. Auch bei Sonnenwärmekraftwerken wird die Wärme der Sonne genutzt, indem mit Hilfe von Wärme und Wasserdampf elektrischer Strom erzeugt wird.

Die bekannteste Form der Nutzung der Solarenergie sind jedoch die Solarzellen, auch Photovoltaik genannt, die beispielsweise auf Dächern montiert werden können und mit deren Hilfe elektrischer Gleichstrom erzeugt wird. Sie werden auch genutzt, wenn in Solarparks größere Flächen zur Stromerzeugung genutzt werden.

Photovoltaikanlagen

Mithilfe von Photovoltaikanlagen wird Sonnenenergie in elektrischen Strom umgewandelt. Die Anlagen bestehen aus Photovoltaik-Modulen, die sich aus Solarzellen zusammensetzen. Wenn Sonnenlicht in die Solarzellen fällt, wird es in Gleichstrom umgewandelt. Dabei spielen die sogenannten Photonen eine wesentliche Rolle. Diese Lichtteilchen sind die Träger der elektromagnetischen Strahlung der Sonnenenergie, besitzen aber keine eigene Masse. Treffen sie aber auf die Halbleitern oder Metalle, die in den Solarzellen enthalten sind, lösen sie Elektronen aus den Strukturen heraus und werden frei beweglich. Dieses Phänomen nennt sich photoelektrischer Effekt. Wenn dann noch eine äußere Spannung vorliegt, beginnt der Strom zu fließen.

Da das deutsche Stromnetz auf Wechselstrom beruht, ist der erzeugte Gleichstrom nicht ohne Weiteres kompatibel. Wenn der Strom jedoch über Wechselrichter in das vorhandene Stromnetz eingespeist wird, kann er weiterverwendet werden. Möchte man diesen Umweg nicht gehen, kann der Strom auch in einem Inselstromnetz im Rahmen einer dezentralen Stromerzeugung genutzt werden.

Da der erzeugte Strom nicht immer sofort benötigt wird, ist die Möglichkeit einer Speicherung des erzeugten Stroms wichtig. Bei der Solarenergie geschieht dies beispielsweise über dezentrale Batterien.

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