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Solarenergie
Die Kraft der Sonne direkt für die Energiegewinnung zu nutzen, ist ein alter Menschheitstraum. Heute ist dies dank Solarzellen und Sonnenkollektoren problemlos möglich. Die Sonnenenergie wird dabei zur Strom- und Wärmeerzeugung genutzt.
Die Kraft der Sonne nutzen
Die Sonne liefert täglich den Weltenergiebedarf von acht Jahren. Pro Jahr sendet sie damit eine Energiemenge von mehr als dem 10.000-fachen des weltweiten Bedarfs. Experten gehen allerdings davon aus, dass auch in Zukunft nur ein Bruchteil dieses Potenzials nutzbar sein wird.
Sonnenenergie ist sauber und im Gegensatz zu fossilen Brennstoffen unendlich verfügbar. Unser Animation zeigt, wie wir die Sonnenenergie mit Hilfe von Solarzellen zur Stromerzeugung nutzen.
Solarenergie weltweit
Die erste solarthermische Großanlage wurde bereits 1984 in der kalifornischen Mojave Wüste in Betrieb genommen. Sie besteht aus mehreren Kraftwerken mit einer Gesamtleistung von 354 Megawatt und galt bis 2014 als größter Solarpark weltweit. Im Dezember 2019 wurde sie jedoch von einer Anlage im südindischen Bundesstaat Karnataka mit einer Leistung von 2050 Megawatt abgelöst. Internationaler Solarvorreiter ist allerdings China mit einem Anteil von knapp 33 Prozent an der weltweit installierten Leistung von Photovoltaikanlagen. Dies entsprach im Jahr 2020 umgerechnet rund 253 Gigawatt.
Sonnenkollektoren – die Wärmenutzer
Das Prinzip, wie Sonnenkollektoren funktionieren, kennt jeder: Ein dunkler Beutel wird mit Wasser gefüllt und in die pralle Sonne gelegt. Er absorbiert Strahlungsenergie und heizt das Wasser im Inneren auf. Diese Art der Nutzung des Sonnenlichtes wird auch Solarthermie genannt.
Neben einfachen sogenannten offenen Absorbern wie schwarze Schläuche, die direkt das in ihnen erwärmte Wasser in ein System abgeben, gibt es verschiedene weitere Arten von Sonnenkollektoren. Diese nutzen die Wärme der Sonne auch unter schlechteren Bedingungen, wie beispielsweise bei bewölktem Himmel.
Bei Flachkollektoren ist der Absorber, der die Sonnenwärme aufnimmt und durch den das zu erwärmende Wasser zirkuliert, von einer Glasscheibe abgedeckt. So kann die Sonneneinstrahlung den Absorber optimal erreichen. Außerdem wird verhindert, dass Luft um den Absorber zirkulieren kann und Wärmeverluste hervorruft.
Befindet sich der Absorber in einer Vakuumröhre, ist die Wärmeausbeute besonders groß. Wärme kann nicht durch die umgebende Luft abgeleitet werden. In diesen Vakuumröhrenkollektoren ist der Absorber mit einem Wärmeträgerrohr verbunden, in dem Methanol oder eine andere geeignete Flüssigkeit verdampft. Dieser Dampf kondensiert an einem außen anliegenden Rohr und erwärmt das darin fließende Wasser. Vakuumröhrenkollektoren beanspruchen nur ein Drittel der Fläche herkömmlicher Kollektoren und erreichen Wassertemperaturen von bis zu 110 Grad Celsius.
Solarzellen – echte Minikraftwerke
Solarzellen bestehen aus einem Halbleitermaterial, in dem bei Lichteinstrahlung negative (Elektronen) und positive Ladungsträger getrennt werden. Ein durch Dotierung (gezielte Verunreinigungen) im Halbleiter vorhandenes elektrisches Feld trennt die Ladungsträger. So kommt es auf der einen Seite zu einem Mangel, auf der anderen Seite zu einem Überschuss von Elektronen. Diese elektrische Spannung lässt sich an je einem Metallkontakt auf der Ober- und Unterseite abnehmen. Solarzellen beinhalten als Halbleiter heute zum überwiegenden Teil Silizium. Bei Solarzellen an kleinen elektronischen Geräten (Taschenrechner) handelt es sich um amorphe Siliziumdünnschichten. Die Solarzellen für die Stromproduktion bestehen meist aus massivem multikristallinem Silizium. Dieses Silizium wird aus Quarzsand während einer Reinigungsprozedur gewonnen. Das typische blaue Aussehen der Solarzellen kommt von der Antireflexbeschichtung, die Lichtreflexionen verhindert.
Wussten Sie schon?
Bei der Erzeugung größerer Strommengen besteht erheblicher Flächenbedarf. Pro Kilowatt installierter Leistung werden im Schnitt etwa zehn Quadratmeter Solarzellen benötigt.
Sonnenkraftwerke in Deutschland
In Deutschland liegt die Sonneneinstrahlung
im Jahr bei rund 1.000 Kilowattstunden (kWh) pro Quadratmeter. Dabei ist die
Einstrahlung im Sommer, im Vergleich zum Winter 5-mal höher. Aufs Jahr
gerechnet, bescheren uns rund 2.000 von insgesamt 8.760 Stunden sonnige Zeiten.
Das machen sich zahlreiche Solarparks zunutze. Die Ertragreichsten liegen in den neuen Bundesländern. Die größte deutsche Anlage steht seit Ende 2020 auf 164 Hektar im brandenburgischen Werneuchen und erzeugt eine Leistung von 187 Megawatt (MW). Den 2. Platz belegt der Solarkomplex Senftenberg, gefolgt vom Solarpark Neuhardenberg. Zusammen erreichen die drei eine Leistung von 480 Megawatt.
2 Millionen Photovoltaikanlagen für die Energiezukunft
Insgesamt waren 2021 hierzulande knapp 2 Millionen Photovoltaikanlagen mit einer Nennleistung von ca. 54 Gigawatt installiert und erzeugten 51,4 Terawattstunden Strom. Damit deckten sie bezogen auf alle Energieträger 9,2 Prozent des Bruttostromverbrauchs. Der Anteil der Photovoltaik an der Stromerzeugung aus Erneuerbaren Energien lag bei 24 Prozent.
Für die Energiewende - also einen kompletten Umstieg auf eine CO2-neutrale und nachhaltige Energieversorgung - benötigt Deutschland je nach Szenario 300 bis 450 Gigawatt installierte Photovoltaik-Leistung.
3.000 Fußballfelder mit Solarthermie
Die Zahl der Solarthermie-Anlagen liegt laut BSW-Solar bei 2,5 Millionen. Mit einer Leistung von knapp 15 Gigawatt erzeugen sie
etwa 8,5 Terrawattstundenthermisch
(TWhth). Die dafür genutzte Kollektorfläche beläuft sich auf 21 Millionen
Quadratmeter, was umgerechnet
der Größe von fast 3.000 Fußballfeldern entspricht.
Solarenergie in der enviaM-Gruppe
Sonnige Stromerzeugung
envia THERM betreibt 30 Solaranlagen und -parks in Ostdeutschland und baut sein Portfolio ständig weiter aus.
So wurden an 16 Standorten der enviaM-Gruppe Photovoltaikanlagen auf den Verwaltungsgebäuden nachgerüstet. Damit erzeugen wir eine Million Kilowattstunden Strom. Dieser wird direkt im Gebäude verbraucht bzw. gespeichert.
Erneuerbare Energien als Geldanlage
Wind- und Photovoltaikanlagen sind nicht nur regionale, umweltfreundliche Energiequellen, sondern bieten auch eine alternative Möglichkeit der Geldanlage. Seit einigen Jahren beteiligen wir Bürger an Windparks bzw. Photovoltaikanlagen. Privatpersonen investieren einen selbst gewählten Betrag und profitieren von einem jährlich festen Zins.
Ein Beispiel ist der Solarpark Neugattersleben im Salzlandkreis in Sachsen-Anhalt. Im Nienburger Ortsteil Neugattersleben ist auf rund vier Hektar im Jahr 2020 ein Solarpark entstanden. Dafür wurden mehr als 12.900 Photovoltaik-Module installiert. Die Anlage mit einer Gesamtleistung von ca. 4,15 Megawatt Peak (MWp) erzeugt jährlich rund 4,4 Millionen Kilowattstunden Strom. Damit können rund 2.200 Haushalte versorgt und ca. 2.800 Tonnen Kohlendioxid eingespart werden. Bürger konnten zwischen 1.000 und 25.000 Euro investieren. Sie erhalten dafür einen festen Zins von 2,5 Prozent pro Jahr bei einer Laufzeit bis ins Jahr 2027.
CO2-neutraler Strom aus der eigenen Photovoltaik-Anlage
Wir bieten unseren Kunden verschiedene Solarprodukte an. Mit einer Photovoltaik-Anlage beziehen Sie CO2-neutralen Strom direkt aus der Energie der Sonne und senken damit Ihre Stromkosten. Wählen Sie je nach Ihren individuellen Bedürfnissen aus verschiedenen Anlagengrößen mit 10 (3,3 kWp) bis 30 Solarmodulen (9,9 kWp). Unser Kundenberater kommt gern zu Ihnen nach Hause.
Solarstrom bei jedem Wetter
Strom aus Sonnenenergie fließt nicht kontinuierlich, sondern nur dann, wenn die Sonne scheint. Mit einem Speicher können Sie den Solarstrom Ihrer PV-Anlage zwischenspeichern und nutzen, wenn Sie ihn wirklich benötigen – auch bei bewölktem Himmel.
