Unter Solarenergie beziehungsweise Sonnenenergie wird die Energie der Sonnenstrahlung bezeichnet, welche dann in chemische, elektrische oder thermische Energie umgewandelt werden kann.
In der Photovoltaik und der Solarthermie ist ein hohes Maß an Solarenergie elementarer Bestandteil und Ausgangsparameter für ein ertragreiches Ergebnis.
Seiteninhalte
Sonnenenergie – nachhaltig und ergiebig
Sonnenenergie gilt als eine regenerative oder erneuerbare Energiequelle und steht damit für uns Menschen unbegrenzt und unerschöpflich zur Verfügung. Die Umwandlung in thermische und elektrische Energie bietet eine umweltfreundliche und CO₂-neutrale Alternative zu den üblichen fossilen Brennstoffen wie Erdöl oder Kohle.
Die Sonne strahlt mit einer durchschnittlichen Intensität von etwa 1367 Watt pro Quadratmeter. Ein großer Teil dieser Energie wird wieder reflektiert oder absorbiert, sodass die auf die Erdoberfläche aufkommende Strahlung circa 165 Watt pro Quadratmeter beträgt. Obwohl dies nur knapp über 10 % der ursprünglichen Intensität ist, ist die gesamte auf die Erdoberfläche eingestrahlte Energie fünftausend Mal größer als der Energiebedarf der Menschheit.
Durch ihre Definition als Teil der erneuerbaren Energien und ihre exzellente Klimabilanz wird die Nutzung dieser in Deutschland durch das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) gefördert. Das EEG regelt die Vergütungen für die Erzeugung von Strom, Einspeisung dieser und die Subventionssätze zur Anschaffung und Inbetriebnahme.
Nutzungsarten
Photovoltaik
Die Photovoltaik beschreibt die Transformation von Sonnenenergie in elektrische Energie durch Solarzellen. Diese Energie wird dezentral anhand von Solarmodulen erzeugt und dann entweder direkt im eignen Heim verbraucht oder in das öffentliche Versorgungsnetz eingespeist.
Diese netzgekoppelten Photovoltaikanlagen tragen in Deutschland mittlerweile maßgeblich zur Stromversorgung bei und sind daher nicht mehr wegzudenken. Neben der Windenergie stellt die Photovoltaik einen wichtigen Bestandteil in der öffentlichen Stromversorgung, da diese Energieherstellungsverfahren das kostengünstigste Ausbaupotenzial im Bereich der erneuerbaren Energie kurz- und mittelfristig bieten.
Solarthermie & Sonnenkollektoren
In der Solarthermie wird die einkommende Sonnenstrahlung in thermische Energie umgewandelt und so nutzbar gemacht. Diese thermische Energie wird hauptsächlich in solarthermischen Kraftwerken oder Solarwärmeanlagen beziehungsweise Sonnenkollektoren genutzt.
Solarthermische Kraftwerke nutzen die gewonnene thermische Energie, um Flüssigkeiten zu erhitzen, welche dann Turbinen zur konventionellen Stromerzeugung antreiben. Diese Kraftwerke werden oftmals auch zur Kraft-Wärme-Kopplung eingesetzt, in welcher die Abwärme der Turbinen als Heizwärme, etwa Fernwärme, genutzt wird.
Solarwärmeanlagen und Sonnenkollektoren nutzen thermische Energie aus der einkommenden Sonnenstrahlung, um hauptsächlich im privaten Bereich Wasser für den täglichen Bedarf zu erhitzen oder damit heißes Wasser für die Heizungsanlage zu gewinnen.
Vision für die Photovoltaik im Jahr 2035
Das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz schreibt dazu folgendes:
- PV-Strom: über 30% Anteil an Stromversorgung in Deutschland, 22 GW Zubau pro Jahr, europäischer Vorreiter
- PV-Freiflächenanlagen: günstigste Stromerzeugung, Flächenkonkurrenz vermieden durch Innovationen (Biodiversitäts-Solarparks, Agri-PV)
- Gebäudebereich: PV- und Solarthermieanlagen standardmäßig oder in Bauteile integriert, Nutzung ganzer Dachflächen
- Sektorenübergreifende Nutzung: solare Strom für Wärme & Mobilität, zeitversetzte Nutzung durch Zwischenspeicherung
- Teilhabe in Mehrfamilienhäusern: PV-Anlagen auf Dächern, Balkon-PV-Anlagen durch Bewohner installiert
- Netzanschluss: vereinfacht, standardisiert, digitalisiert, PV-Anlagen unterstützen Netz- und Systemstabilität
- Marktintegration: Betreiber partizipieren an Strom- und Flexibilitätsmärkten, direkte Vermarktung oder Grünstromprodukte
- Produktion & IP: PV-Module, Wechselrichter etc. in Deutschland/Europa produziert, wettbewerbsfähige Solarindustrie, kosteneffizienter PV-Ausbau
- Handwerks- und Fachkräftekapazitäten erweitert
- Stromüberschüsse: Zwischenspeicherung, Export oder Umwandlung in Wasserstoff
- Innovationsführer: Waferbearbeitung, Anlagen- & Maschinenbau, Fokus auf Hochleistungszellen (Silizium & Perowskit Tandemstruktur)
- Bürokratie: minimale, einfache Anforderungen für Errichtung & Betrieb von PV-Anlagen
- Steuerliche Investitionshemmnisse abgebaut: Mietstrom-Modelle, PV-Anlagen auf land-/forstwirtschaftlichen Flächen attraktiver
- Netzintegration: intelligente Steuerung & Regelung, optimierte Lastverteilung, verbesserte Netzinfrastruktur
- Förderprogramme: gezielte Unterstützung für PV-Ausbau, Anreize für Innovationen & Technologieentwicklung
- Ausbau der Infrastruktur: Schnellladestationen für Elektromobilität, solarbetriebene öffentliche Verkehrsmittel
- Ausbildung & Qualifizierung: verstärkte Förderung von Fachkräften im Bereich erneuerbare Energien, speziell in der Solarbranche
- Zusammenarbeit: nationale & internationale Kooperationen, Austausch von Know-how, gemeinsame Forschungsprojekte
- Recycling & Nachhaltigkeit: umweltfreundliche Entsorgung alter PV-Module, Weiterentwicklung recyclingfähiger Materialien
- Soziale Akzeptanz: erhöhte Transparenz & Bürgerbeteiligung bei PV-Projekten, Berücksichtigung von Umwelt- und Sozialverträglichkeit
- Off-Grid-Anwendungen: solare Energieversorgung für entlegene Gebiete, Unterstützung für Entwicklungsländer
- Technologievielfalt: Förderung verschiedener PV-Technologien, Integration in Smart Grids & Energiemanagementsysteme
- Politischer Rückhalt: langfristige, verlässliche Rahmenbedingungen für PV-Ausbau, ambitionierte Klimaziele, nationale & internationale Zusammenarbeit
