Wie Sonneneinstrahlung in Energie umgewandelt wird

Photovoltaik (PV)

Photovoltaik-Zellen wandeln Sonnenenergie direkt in elektrische Energie um.

Der photoelektrische Effekt wurde vom französischen Physiker Alexandre Becquerel im Jahr 1839 entdeckt. Er stellte fest, dass bestimmte Materialien Elektronen freigeben und Strom produzieren, wenn sie Licht oder Hitze ausgesetzt werden. Halbleiter wie Silizium, einem natürlicher Bestandteil von Sand und Kies, sind hierfür besonders geeignet. Jede dünne, blau gefärbte PV-Zelle besteht aus einem einzigen Siliziumkristall oder einem Verbund von Kristallen.

Die erste praktische Anwendung fand in den 1950ern statt als NASA begann, Solarzellen zur Stromversorgung für Satelliten einzusetzen. Heutzutage werden PV-Zellen weltweit angewandt. Die Module, die derzeit auf dem Markt sind, haben eine Energieumwandlungseffizienz von 15 bis 25 Prozent und können leicht zu großen PV-Anlagen miteinander verbunden werden.

Forscher und Techniker arbeiten fortwährend daran, die Produktionskosten der Module zu reduzieren und die Energieumwandlungseffizienz zu erhöhen. Manche Module, die noch im Entwicklungsstadium sind, erreichen bereits eine Effizienz von bis zu 43 Prozent.

Solarthermie (CSP)

In Verbindung mit Wärmespeichern können Solarthermie-Anlagen Sonnenenergie vorhalten und entsprechend der Nachfrage als Strom ins Netz einspeisen.

Ein CSP-Kraftwerk funktioniert ähnlich wie konventionelle Kraftwerke. Der Unterschied ist, dass Sonnenenergie benutzt wird, um Dampf zu erzeugen, der eine Turbine und einen Generator antreibt. Ein CSP-Kraftwerk muss am richtigen Ort geplant werden – dort, wo es genügend Platz gibt, um Spiegel aufzustellen, und wo es eine hohe Sonneneinstrahlung gibt, so wie in Südeuropa oder in den Dürre-Regionen in Nordafrika und Nordamerika.