Bei der Solarenergie wird die Energie der Sonne in Strom umgewandelt. Es gibt zwei Formen von Energie, die von der Sonne für unseren Gebrauch erzeugt wird – Strom und Wärme.
Beide werden mit Hilfe von Solarmodulen erzeugt, deren Größe von Hausdächern bis hin zu „Solarparks“ reicht, die sich über mehrere Hektar Land erstrecken.
Ist Solarenergie eine saubere Energiequelle?
Ja, Solarenergie ist eine erneuerbare und unendliche Energiequelle – solange die Sonne scheint, wird Energie freigesetzt.
Ein weiterer positiver Aspekt der Solarenergie ist, dass im Gegensatz zur Verbrennung fossiler Brennstoffe bei der Umwandlung von Sonnenlicht in Strom keine schädlichen Treibhausgasemissionen entstehen.
Der Kohlenstoff-Fußabdruck von Solarmodulen ist bereits recht klein, da sie 25 Jahre und länger halten, ohne an Effizienz zu verlieren. Außerdem werden die für die Paneele verwendeten Materialien zunehmend recycelt, so dass der Kohlenstoff-Fußabdruck weiter schrumpfen wird.
Wann wurde die Solarenergie entdeckt?
Solarenergie wurde von den Menschen bereits im 7. Jahrhundert v. Chr. genutzt, als sie das Sonnenlicht zum Entzünden von Feuern verwendeten, indem sie die Sonnenstrahlen auf glänzende Gegenstände reflektierten. Später, im 3. Jahrhundert v. Chr., machten sich die Griechen und Römer die Sonnenenergie mit Spiegeln zunutze, um Fackeln für religiöse Zeremonien zu entzünden.
Im Jahr 1839 entdeckte der französische Physiker Edmond Becquerel im Alter von nur 19 Jahren den photovoltaischen Effekt, als er mit einer Zelle aus Metallelektroden in einer leitenden Lösung experimentierte. Er stellte fest, dass die Zelle mehr Strom erzeugte, wenn sie dem Licht ausgesetzt wurde – es handelte sich um eine photovoltaische Zelle.
Im Jahr 1954 wurde die PV-Technologie geboren, als Daryl Chapin, Calvin Fuller und Gerald Pearson in den Bell Labs die Silizium-PV-Zelle entwickelten – die erste Solarzelle, die in der Lage war, genügend Sonnenenergie zu absorbieren und in Strom umzuwandeln, um alltägliche elektrische Geräte zu betreiben.
Heute werden Satelliten und Raumfahrzeuge, die die Erde umkreisen, durch Sonnenenergie betrieben.
Wie genau wird Strom aus Sonnenenergie erzeugt?
Solarmodule bestehen in der Regel aus Silizium, das in einem Metallrahmen mit einer Glasabdeckung installiert ist. Wenn Photonen oder Lichtteilchen auf die dünne Siliziumschicht auf der Oberseite eines Solarmoduls treffen, schlagen sie Elektronen aus den Siliziumatomen heraus.
Diese PV-Ladung erzeugt einen elektrischen Strom (genauer gesagt Gleichstrom), der von den Kabeln in den Solarmodulen aufgefangen wird. Dieser Gleichstrom wird dann von einem Wechselrichter in Wechselstrom (AC) umgewandelt. Wechselstrom ist die Art von elektrischem Strom, die verwendet wird, wenn Sie Geräte in normale Steckdosen stecken.
Was ist der Unterschied zwischen PV-Solarmodulen und thermischen Solarmodulen?
PV-Solarmodule erzeugen, wie oben beschrieben, Strom, während thermische Solarmodule Wärme erzeugen. Die Energiequelle ist zwar die gleiche – die Sonne -, aber die Technologie der beiden Systeme ist unterschiedlich.
Die Photovoltaik basiert auf dem photovoltaischen Effekt, bei dem ein Photon (die Grundeinheit des Lichts) auf eine Halbleiteroberfläche wie Silizium auftrifft und ein Elektron freigesetzt wird. Die Solarthermie ist weniger anspruchsvoll und besteht einfach in der direkten Erwärmung von Wasser (oder anderen Flüssigkeiten) durch Sonnenlicht. Für den Hausgebrauch werden Solarthermiepaneele auch auf einem der Sonne zugewandten Dach installiert, um das in einem Warmwasserspeicher gespeicherte Wasser zu erwärmen und so Warmwasser und Heizung bereitzustellen. In größerem Maßstab kann die Solarthermie auch in Kraftwerken eingesetzt werden.
Was sind Solarparks?
Solarfarmen, auch Solarparks oder Solarfelder genannt, sind große Flächen mit zusammenhängenden Solarmodulen, die über viele Hektar verteilt sind, um gleichzeitig große Mengen an Sonnenenergie zu gewinnen. Solarfarmen sind für die Erzeugung von Solarenergie in großem Maßstab konzipiert, die direkt in das Netz eingespeist wird, im Gegensatz zu einzelnen Solarmodulen, die normalerweise ein einzelnes Haus oder Gebäude versorgen.