Was ist Sonnenenergie?

Was ist Sonnenenergie?

Sonnenenergie bezeichnet die Energie, die in Form von Strahlung von der Sonne zur Erde gelangt. Sie entsteht im Inneren der Sonne durch Kernfusion: Unter extrem hohen Temperaturen verschmelzen Wasserstoffatome zu Helium. Dabei wird eine enorme Menge Energie freigesetzt, die sich als Licht und Wärme im Weltall ausbreitet. Diese Energie können wir auf der Erde technisch nutzbar machen – entweder zur Stromerzeugung oder zur Wärmegewinnung. Die beiden dafür eingesetzten Technologien heißen Photovoltaik und Solarthermie.

Wie entsteht Sonnenenergie?

Im Kern der Sonne herrschen Temperaturen von rund 15 Millionen Grad Kelvin. Unter diesen Bedingungen läuft kontinuierlich Kernfusion ab. Dabei wird Wasserstoff verbraucht und Energie freigesetzt, die sich in Form elektromagnetischer Strahlung ausbreitet. Obwohl die Sonne etwa 150 Millionen Kilometer von der Erde entfernt ist, erreicht uns diese Energie sehr schnell: Das Sonnenlicht benötigt nur rund acht Minuten bis zur Erdoberfläche. Ohne diesen konstanten Energieeintrag wäre Leben auf der Erde nicht möglich. Rein rechnerisch würde die auf die Erde treffende Sonnenenergie den globalen Energiebedarf der Menschheit um ein Vielfaches übersteigen. Das zeigt: Sonnenenergie hat das Potenzial, eine tragende Säule einer vollständig erneuerbaren Energieversorgung zu sein.

Wie viel Sonnenenergie ist tatsächlich nutzbar?

Die nutzbare Sonnenenergie hängt stark vom Standort ab. Grundsätzlich gilt: Je näher eine Region am Äquator liegt, desto höher ist die Sonneneinstrahlung. Dennoch lassen sich auch in Deutschland sehr gute Erträge erzielen. Berücksichtigt man typische Systemverluste einer Photovoltaikanlage – etwa durch Verschmutzung, Leitungsverluste oder nicht perfekte Ausrichtung – ergeben sich in Deutschland im Schnitt Jahreserträge von rund 900 bis 1.050 kWh pro installiertem Kilowattpeak (kWp). Beispiele für die jährliche Stromerzeugung:

• Süddeutschland: höhere Einstrahlung, entsprechend höhere Erträge
• Norddeutschland: etwas geringere Einstrahlung, aber weiterhin wirtschaftlich
• Zum Vergleich: In ostafrikanischen Ländern wie Kenia liegen die Werte deutlich höher, was jedoch nicht bedeutet, dass Solarstrom dort automatisch günstiger ist

Lohnt sich Sonnenenergie in Deutschland?

Ja – eindeutig. Auch wenn die Sonneneinstrahlung hierzulande geringer ist als in südlicheren Regionen, machen moderne Solartechnik, sinkende Anlagenpreise und hohe Stromkosten Photovoltaik wirtschaftlich attraktiv. Seit der Einführung des Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG) hat sich der Ausbau von Solarenergie stark beschleunigt. Heute stammt ein erheblicher Teil des deutschen Stroms aus erneuerbaren Quellen – mit der Photovoltaik als einer der wichtigsten Bausteine.

Photovoltaik: Strom aus Sonnenlicht

Photovoltaik beschreibt die direkte Umwandlung von Sonnenlicht in elektrischen Strom. Solarzellen erzeugen dabei Gleichstrom, der anschließend über einen Wechselrichter in haushaltsüblichen Wechselstrom umgewandelt wird. Mehrere Solarzellen bilden ein Modul, mehrere Module zusammen eine Photovoltaikanlage. Typische Einsatzbereiche sind:

• Dachanlagen: Die häufigste Form der Nutzung. Dächer bieten große, ungenutzte Flächen und eignen sich ideal für die Stromproduktion. Ein Einfamilienhaus mit einer Anlage von etwa 6 bis 10 kWp kann im Jahresverlauf oft mehr Strom erzeugen, als im Haushalt verbraucht wird.
• Freiflächenanlagen: Große PV-Anlagen auf offenen Flächen erreichen Leistungen im Megawatt- Bereich und leisten einen wichtigen Beitrag zur Energiewende. Gleichzeitig benötigen sie viel Platz und stehen teils in Konkurrenz zur landwirtschaftlichen Nutzung.
• Mini-Photovoltaikanlagen (Balkonkraftwerke): Auch Mieterinnen und Mieter können Solarstrom nutzen. Kleine Anlagen mit ein bis zwei Modulen lassen sich auf Balkonen oder Terrassen installieren und reduzieren den Strombezug aus dem Netz spürbar.

Kann man Sonnenenergie speichern?

Ein Nachteil der Sonnenenergie ist ihre Abhängigkeit von Tageszeit und Jahreszeit. Strom wird vor allem dann erzeugt, wenn die Sonne scheint – nicht unbedingt dann, wenn er gebraucht wird.

Abhilfe schaffen Batteriespeicher. Sie speichern überschüssigen Solarstrom und stellen ihn später zur Verfügung, etwa abends oder nachts. In Kombination mit einem bewussten Stromverbrauch lässt sich so der Eigenverbrauch deutlich erhöhen und der Netzbezug reduzieren – auch an sonnenärmeren Tagen.