ERNEUERBARE : ENERGIEN
SONNENSTROM
Solarzellen wandeln Sonnenlicht ohne mechanische, thermische oder chemische Zwischenschritte in elektrischen Strom um. Herzstück jeder Solarzelle ist ein Halbleiter, meist Silizium. Solarzellen beruhen auf dem fotovoltaischen Effekt: Bei bestimmten übereinander angeordneten Halbleiterschichten entstehen unter dem Einfluss von Licht (Photonen) freie positive und negative Ladungen, die durch ein elektrisches Feld getrennt und als Elektronen über einen elektrischen Leiter abfließen können. Der so entstehende Gleichstrom kann direkt zum Betrieb elektrischer Geräte genutzt oder in Batterien gespeichert werden. Er kann auch in Wechselstrom umgewandelt und in das öffentliche Stromnetz eingespeist werden.
Von Milliwatt bis Megawatt: Ein dynamischer Markt
Solarzellen gibt es in allen denkbaren Größenordnungen. Kleinstzellen gelangen in Taschenrechnern und Uhren zum Einsatz. Im Kilowatt-Bereich können Häuser mit Strom versorgt werden. Zu großen Solarfeldern zusammengestellt, dringen Solarzellen neuerdings aber auch in den Megawatt-Bereich vor. Zwar ist die Sonnenstrahlung in Deutschland nicht so üppig wie in südlichen Ländern. Da Solarzellen aber auch den diffusen Anteil der Strahlung energetisch umsetzen, lohnt sich Fotovoltaik auch in unseren Breiten. Die Strahlungsenergie der Sonne ist in den südlichen Bundesländern im Jahresmittel höher als im Norden. Auf einen Quadratmeter fallen jährlich zwischen 900 und 1.200 kWh Strahlungsenergie.
Eine heutige Solarzelle setzt im Schnitt ein Zehntel davon in Strom um. An Fläche ist ebenfalls kein Mangel: In Deutschland stehen insgesamt 2.300 km2 auf Dächern, an Gebäudefassaden und an anderen Stellen innerhalb von Siedlungsflächen für eine solartechnische Nutzung zur Verfügung. Geht man davon aus, dass sich Fotovoltaik und Solarkollektoren diese Fläche teilen, so könnten mit Solarzellen 105 TWh Strom pro Jahr erzeugt werden. Das entspricht knapp einem Viertel des gegenwärtigen Stromverbrauchs.
Die Fotovoltaik hat in den vergangenen Jahren nicht nur drastische Nachfragesteigerungen verbucht, sondern auch eine deutliche Kostenreduktion durchlaufen. Die Investition für eine private Hausdachanlage liegt heute bei 6.500€ pro Kilowatt installierter Leistung.
Quelle: Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU).
