Sonne

Sonnenenergie oder Solarenergie ist die, von der Sonne durch Kernfusion erzeugte Energie, welche als elektromagnetische Strahlung auf die Erde trifft. Diese von der Sonne abgestrahlte Energie ist relativ konstant. Die durchschnittliche Intensität der Strahlungsenergie beträgt bei Auftreffen auf die Atmosphäre ca. 1.367 W/m2.

Die Nutzbarkeit ist jedoch dadurch abgeschwächt, dass nicht die volle Strahlungsenergie die Erdatmosphäre durchdringt. Teile der Strahlungsenergie werden von der Atmosphäre reflektiert oder absorbiert und in Wärme umgewandelt. Wie viel Strahlung die Erde erreicht hängt weiter vom jeweiligen Zustand der Atmosphäre ab, insbesondere Luftfeuchtigkeit und Bewölkung. Ein anderer Faktor ist der Einstrahlungswinkel – senkrecht auftreffende Strahlen können die jeweiligen Flächen am effektivsten erreichen.

Die gesamte, auf die Erdoberfläche auftreffende Strahlung beträgt weltweit im Tagesmittel ca. 165 W/m2 und damit nur wenig mehr als ein achtel der insgesamt bei der Erde ankommenden Energie. Dennoch beträgt dieses Achtel das fünftausendfache des Energiebedarfs der gesamten Menschheit.

Das Potential dieser Ressource steht erst am Anfang seiner Nutzung und ist bei weitem noch nicht ausgeschöpft. Insbesondere vor dem Hintergrund gesunkener Preise von Solaranlagen, ständig erhöhter Effizienz und einem bereits jetzt absehbaren Ausgehen fossiler Brennstoffe, ist die zukünftige Bedeutung von Sonnenenergie kaum zu überschätzen.

Solarstrom 

Die Umwandlung von Sonnenenergie in elektrische Energie durch Solarzellen wird als Photovoltaik bezeichnet. Der Effekt und seine Entstehung wurde erstmals 1905 durch Albert Einstein nachgewiesen, wofür dieser im Jahr 1921 den Nobelpreis erhielt. Die praktische Nutzung erfolge bereits in den 1950er Jahren bei der Energieversorgung von Satelliten.

Seit den 1990er Jahren erfolgte ein regelrechter Boom dieser Technik, welcher in Deutschland durch das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) und die damit verbundenen finanziellen Anreize zum Bau einer PV-Anlage noch verstärkt wurde.

Der Standort Deutschland hat sich dabei weltweit die Führungsposition gesichert und zwar nicht nur auf den Gebieten der Produktion und Forschung sondern auch bei der Nachfrage.

Dennoch soll nicht unerwähnt bleiben, dass aufgrund schwankender Strahlungsverhältnisse, bedingt durch die jeweilige Wetterlage, Photovoltaik nur ein Baustein in der Stromversorgung sein kann. Trotz dessen steht wegen der breiten Streuung der Photovoltaikanlagen die prognostizierte Leistung deutlich sicherer zur Verfügung als die eines einzelnen Großkraftwerks. Weiterhin wird durch die Streuung eine extrem hohe Betriebssicherheit und eine verminderte Störwirkung bei Ausfall einzelner Anlagen gewährleistet.

Für die Anlagenbetreiber ist dieser Aspekt jedoch zweitrangig, im Vordergrund steht vielmehr die Einspeisevergütung. Durch die im EEG festgelegten Einspeisevergütungen amortisieren sich Photovoltaikanlagen wesentlich schneller als bei ungeregelten Marktumständen ohne Subvention. Die angehobenen Vergütungssätze führen auch unter Berücksichtigung der gewählten Technologie, Finanzierungskosten, sowie den Margen von Großhändlern und Monteuren zu einer Amortisationszeit zwischen acht und fünfzehn Jahren.

Die Attraktivität wird zudem durch in den letzten Jahren deutlich gesunkene Anlagenpreise erhöht. Die Agentur für Erneuerbare Energien belegte dabei in einer im Jahr 2010 vorgelegten Studie, dass die Systemkosten pro Kilowatt von 14.000 Euro im Jahr 1990 auf 3.000 pro Kilowatt im Jahr 2010 gesunken sind.

Die Solarzellen in der Photovoltaik haben dabei heutzutage einen Wirkungsgrad von wenigen Prozent bis hin zu 40 Prozent. Der Wirkungsgrad sollte aber bei der Anschaffung einer Anlage nur soweit im Vordergrund stehen, als sich die dadurch erhöhten Investitionskosten schneller amortisieren.

Wer im Jahr 2011 eine Photovoltaikanlage installiert, erhält festgeschrieben auf 20 Jahre für jede Kilowattstunde, welche eingespeist wird, abhängig von der Anlagengröße, zwischen 19,21 bis 26,15 Cent. Im Einzelnen ist die Vergütung abhängig vom Jahr der Inbetriebnahme (je früher, desto höher), der Anlagengröße (je kleiner, desto höher) sowie der Art der Aufstellung. An bestehenden Bauwerken wird beispielsweise stärker gefördert als bei freistehenden Anlagen.

Da die tatsächlichen Erzeugungskosten anlagenabhängig weiter unter den gezahlten Einspeisevergütungen liegen, nach Abbezahlung der Anlage nur noch geringe Betriebskosten anfallen und mit weiter sinkenden Anlagenpreisen zu rechnen ist, hat die Installation einer solchen Anlage nichts an Attraktivität verloren, ganz im Gegenteil.