Erneuerbare Energie - Die Kraft der Sonne
Unter „Erneuerbarer Energien“ versteht man Energiequellen, die einer nachhaltigen Energieversorgung unbegrenzt zur Verfügung stehen beziehungsweise sich in kürzerer Zeit wieder erneuern können - im Gegensatz dazu stehen die fossilen Energieträger wie Kohle oder Erdgas.
Eine der wohl bekanntesten ist die Sonnenenergie. Diese kann mittels der Photovoltaik (PV) und der Solarthermie genutzt werden. Bei der Photovoltaik wird die Strahlung der Sonne direkt in elektrische Energie umgewandelt. Bei der nicht-konzentrierenden Solarthermie wird Flüssigkeit in Solarkollektoren erwärmt.
Die Photovoltaik wurde in den vergangenen Jahren stetig weiterentwickelt und leistet einen essentiellen Beitrag zur erneuerbaren Stromversorgung. Dabei bestehen die Solarzellen aus einem Halbleitermaterial, das unter dem Einfluss von Sonnenlicht Elektronen in Bewegung setzt und damit Strom erzeugt. Dieser Gleichstrom wird über einen Wechselrichter in Wechselstrom umgewandelt. Für die Gewinnung werden hauptsächlich mono- und polykristalline Solarzellen verwendet.
Bei PV-Dachanlagen ist die Selbstversorgung mit dem erzeugten Solarstrom besonders attraktiv. Mit einer Batterie kann der selbsterzeugte Photovoltaikstrom zwischengespeichert und zu Zeiten verbraucht werden, in denen die PV-Anlage keine (ausreichende) Leistung liefert. Der Eigenverbrauchsanteil kann so deutlich gesteigert werden. Alternativ zur Batterie kann aber auch die überschüssig erzeugte Energie ins öffentliche Netz eingespeist werden. Photovoltaikanlagen amortisieren sich in Deutschland nach ein bis zwei Jahren energetisch - nach dieser Zeit hat die Anlage so viel Energie produziert wie für Herstellung, Betrieb und Entsorgung aufgewendet werden müssen. Konventionelle Energieerzeugungsanlagen mit fossilen Brennstoffen wie Kohle oder Erdgas amortisieren sich demgegenüber nie energetisch.
Das wichtigste Hilfsmittel für die Förderung der Photovoltaik ist das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG).
Bei der Solarthermie hingegen wird das Sonnenlicht in Wärme umgewandelt, wenn es auf eine Oberfläche trifft. Je mehr Strahlung die Fläche absorbieren kann, desto größer ist der Effekt. Solarkollektoren (zumeist Luftkollektoren, Flachkollektoren und Vakuumröhrenkollektoren) sammeln die Sonnenwärme ein und leiten sie über einen Wärmekreislauf in einen Wärmespeicher. So steht die gewonnene Wärme für den Warmwasserbedarf und/oder den Heizwärmebedarf bereit.
Solarthermie kann aber auch zur Erzeugung von Kälte und von Prozesswärme verwendet werden. Wichtige Hilfsmittel zur Förderung der Solarthermie sind das Erneuerbare Energien-Wärmegesetz und das Marktanreizprogramm für Erneuerbare Energien.