Solarenergie. Foto: Conergy
Die Sonnenenergie ist die wichtigste erneuerbare Energiequelle. Bei der Nutzung ist zu unterscheiden zwischen der direkten und der indirekten Sonnenenergie. Während bei der indirekten Sonnenenergie eine natürliche Umwandlung der Sonnenwärme in andere erneuerbare Energieformen wie Wind, Wasser oder Biomasse stattfindet, wird bei der direkten Sonnenenergie die Solarstrahlung direkt in technischen Anlagen genutzt.
Schon im späten 19. Jahrhundert wurde die Technologie einer einfachen solarthermischen Anlage in den USA entwickelt. Jedoch ist die Vermarktung konzentrierender und nicht-konzentrierender Systeme durch die Konkurrenz der fossilen Energieträger bis in die 1990er Jahre sehr gering gewesen. Ausgelöst durch die Ölkrise der 1970er Jahre wurde die Technologie letztendlich wiederentdeckt.
Die Nutzung der direkten Sonnenenergie in technischen Anlagen kann in konzentrierende und in nicht-konzentrierende Systeme unterteilt werden. Ähnlich wie bei einer Lupe, die das Licht auf einen Punkt konzentriert, können bei konzentrierenden Systemen höhere Temperaturen von weit über 1000°C erreicht werden.
In sogenannten solarthermischen Kraftwerken wird sowohl Elektrizität als auch Prozeßwärme bis zu 500°C bereitgestellt. Nicht-konzentrierende Systeme nutzen die eintreffende Sonneneinstrahlung, ohne diese zu konzentrieren.
Die nicht-konzentrierenden Systeme in Verbindung mit Photovoltaik wurden in den 1990er Jahren sehr stark vorangetrieben, während erst seit Beginn des 21. Jahrhunderts größere konzentrierende solarthermische Systeme in den USA und in Spanien gebaut worden sind. Diese konnten sich auf Grund von Rohstoffknappheit und steigenden Energiepreisen erstmals als wirtschaftlich und konkurrenzfähig erweisen. Die Bedeutung von solarthermischen Großanlagen wird in Zukunft sehr stark ansteigen und eine Schlüsselrolle bei der Energieversorgung einnehmen.
In Deutschland können wesentlich nicht-konzentrierende Systeme Anwendung finden. Vor allem in den südlichen Teilen Deutschlands, wie bspw. bei Freiburg, wo die eintreffende Sonneneinstrahlung einen Wert von 1150 kWh/m² erreicht, sind bereits flächendeckend solche Systeme installiert. Doch auch im Norden kommen solare Energieversorgungssysteme in Frage. Die Photovoltaik nutzt nicht nur die direkte, sondern auch die diffuse Sonneneinstrahlung und kann somit auch bei bedecktem Himmel Elektrizität liefern. Ein weiterer Vorteil von photovoltaischen Systemen ist der geringe Platzbedarf und die kleine Anzahl an peripherischen Komponenten.
Mit Hilfe von photovoltaischen oder solarthermischen Anlagen können Strom und Wärme umweltfreundlich und kostengünstig erzeugt werden und ein Schritt in Richtung des Zeitalters der Erneuerbaren Energien gemacht werden.