15. und 16. Mai: Tag der Sonne

 

Die Sonne ist von uns ca. 150 Mio. km entfernt. Trotzdem ist die Leistungsfähigkeit der Sonnenstrahlung immer noch beachtlich: Senkrecht auf 1 m² außerhalb der Erdatmosphäre auftreffende Sonnenstrahlen bewirken eine Leistung von 1,35 kW („Solarkonstante“). In unseren Breiten liegt die Wirksamkeit auf dem Boden bei ca. 1 kW pro m² (im Sommer zu Mittag).

 

Moderne Techniken ermöglichen es, einen Teil dieser Gratis-Sonnenstrahlung zur Stromerzeugung bzw. zur Wärmegewinnung nutzbar zu machen.

 

Bei der Photovoltaik (Umwandlung der Sonnenstrahlung mit Hilfe von Sonnenzellen in elektrische Energie) liegt das Problem beim geringen Wirkungsgrad der herkömmlichen Sonnenzellen. Er liegt bei 15 %. D. h. die elektrische Leistung beträgt ca. 150 W pro m². Daraus ergibt sich aber immerhin eine Ernte von ca. 120 kWh pro m² und Jahr (150 W multipliziert mit 800 „Volllaststunden“). Die Photovoltaik-Forschung macht große Fortschritte, sodass 20 %, ja 35 % Wirkungsgrad in Reichweite sind.

 

Der Einwand, die energetische Amortisationszeit sei bei der Photovoltaik zu lang, ist unrichtig. Je nach Anlagenart ist in 1 1/2 bis 6 Jahren die Energie, die zur Herstellung der Solarzellen aufgewendet wurde, wieder hereingespielt.

 

Bei der Solarthermie (Umwandlung der Sonnenstrahlung mit Hilfe von Sonnenkollektoren in Wärmeenergie) liegt das Problem beim Speicher, der – wenn er klein ist oder bereits aufgeheizt ist – die Wärme, die von den Sonnenkollektoren kommt, nur begrenzt aufnehmen kann. Theoretisch verfügen Flachkollektoren eine Aufnahmeleistung von ca. 800 W pro m², aber die speicherbare Leistung ist bedeutend niedriger. Es sammeln sich in heute üblichen Speichern je nach Größe nur 200 bis 400 kWh Wärme pro m² Kollektorfläche und Jahr. Mit steigender Temperatur des Speicherinhalts wird der Temperaturunterschied zwischen Kollektor-Flüssigkeit und Speicherwasser immer kleiner, wodurch der Wärmeübergang immer geringer wird.

 

Die Zukunft liegt bei großen Wärmespeichern. Hier sind intensive Forschungsarbeit und mutige Pioniere notwendig. Große Hoffnungen werden bei der Solarthermie in die Latentspeicher gesetzt, in denen eine enorme Wärmemenge gespeichert werden kann, sodass auch ein Heizen im Winter möglich ist.