Solarenergie, oder auch Sonnenenergie genannt, ist eine der wichtigsten Methoden der Gewinnung von erneuerbarer Energie in Deutschland. Sonnenenergie bezeichnet Energie, die mithilfe der Nutzung von einfallender Sonnenstrahlung in elektrischen Strom, Wärme oder chemische Energie umgewandelt wird.
Zwar kann man in Deutschland nicht nur auf Solarenergie als einzige erneuerbare Energiequelle setzen, sondern muss sich ebenso auf Wind- und Wasserkraft verlassen, doch sie ist bereits jetzt ein wichtiger Bestandteil der umweltschonenden Energieversorgung hierzulande. Sonnenenergie gilt als unerschöpfliche erneuerbare Energiequelle und ist insbesondere auch in privaten Haushalten deshalb so beliebt, da sie die Unabhängigkeit von großen Stromkonzernen fördern und die Haushalte von steigenden Strompreisen entkoppeln kann.
Es gibt unterschiedliche Arten der Nutzung von Solarenergie, wobei aber zwischen der direkten und der indirekten unterschieden wird.
Die erstere bezieht sich z.B. auch auf die Stromgewinnung durch Photovoltaikanlagen oder Sonnenkollektoren, wohingegen sich der indirekte Nutzen durch die Anwendung in Wasserkraftwerken, Windkraftanlagen oder in Form von Biomasse zeigt.
Eines der verbreitetsten Beispiele für die Gewinnung von Strom durch Solarenergie ist die Nutzung einer sogenannten Photovoltaikanlage. Hierbei wandeln Solarzellen Sonnenlicht direkt in elektrischen Strom um. Dies ist möglich durch einen Halbleiter in der Solarzelle, der in der Regel aus Silizium besteht. Bei bestimmten übereinander angeordneten Halbleiterschichten entstehen gemäß des photovoltaischen Effekts in Verbindung mit dem Einfluss von Licht freie Ladungen, die in Form von Elektronen über einen weiteren elektrischen Leiter abfließen. Dabei entstehender Gleichstrom kann zum Antrieb von elektrischen Geräten genutzt oder in Batterien gespeichert werden. Wechselstrom hingegen kann in das öffentliche Stromnetz fließen und so genutzt werden.
Photovoltaikanlagen werden auch als wirtschaftliche Lösung für eine netzferne Stromversorgung angesehen. Auch in Ländern mit schlecht ausgebauten Versorgungsnetz werden sie für die Ausstattung einzelner Häuser, Dörfer oder Pumpen mit Strom genutzt. Netzgekoppelte Photovoltaikanlagen werden übrigens mit dem “Erneuerbare Energien Gesetz” gefördert.
2022 griffen deutschlandweit etwa 2,5 Millionen Haushalte und Unternehmen auf die Nutzung von Photovoltaikanlagen zur Energiegewinnung zurück, was etwa 10% der gesamten Stromversorgung entspricht.
Da in Betrieb genommene Photovoltaikanlagen außerdem nach bereits ein bis zwei Jahren die Energie erzeugt haben, die für die Herstellung, den Betrieb und die Entsorgung der Anlagen verbraucht wurde, haben Photovoltaikanlagen eine sehr gute energetische Bilanz. Auch produzieren Photovoltaikanlagen nur etwa ein Zehntel der Treibhausgasbelastung, die von Steinkohle- und Gaskraftwerken verursacht wird.
Damit die Stromversorgung bei Solaranlagen übrigens gleichmäßig abläuft, gibt es eine Batterie und einen Laderegler, die dafür sorgen, dass auch dann Strom zur Verfügung steht, wenn die Sonne nicht scheint, wie es z.B. nachts der Fall ist.
Ein weiteres Beispiel für die Nutzung von Sonnenenergie bietet auch ein solarthermisches Kraftwerk. Dabei werden Sonnenstrahlen mit Brennspiegeln (konzentrierenden Spiegelsystemen) gebündelt, wodurch eine Flüssigkeit erhitzt wird, die ihrerseits eine konventionelle Turbine antreibt. Die Anlagen können also sowohl zur Erzeugung von Strom als auch von Prozesswärme verwendet werden. Jedoch eignen sich fast ausschließlich die besonders sonnenreichen Zonen unserer Erde für diese Anlagen, da nur die direkte Sonnenstrahlung gebündelt werden kann.
Auch in Sonnenwärmekraftwerken, Aufwindkraftwerken, Solarballons und Solarkocher oder Solaröfen findet Solarenergie unter anderem Anwendung.
