Die Geheimnisse der Sonnenenergie: Faszinierende Fakten über Solarpanels

Die Gewinnung von Energie aus der Kraft der Sonne ist von jeher faszinierend. Abseits dieser allgemeinen Faszination leben wir heute in einer Zeit, in der die Suche nach alternativen Energiequellen abseits der fossilen Energieträger für ein lebenswertes Leben auf unserem Planeten Erde unumgänglich scheint. Energiewende ist in diesem Zusammenhang das Stichwort. Der Mensch nutzt die Energie der Sonne bereits seit Bestehen direkt und indirekt. Kaum vorstellbar ist es, wenn die Sonne auf einmal nicht mehr da wäre. Schon einige Male haben beispielsweise Vulkanausbrüche die Erde verdunkelt und für ein eisiges Klima gesorgt. Der Ausbruch des Vulkans Laki auf Island im Jahr 1783 beispielsweise sorgte für eine regelrechte Eiszeit. Eine Kältewelle ergoss sich im Anschluss über ganz Europa. Sogar Meeresstraßen froren komplett zu und unzählige Tiere und Pflanzen und sogar Menschen starben an den Folgen. Die Sonne ist für uns Menschen überlebenswichtig und wir profitieren jeden Tag von ihr. Neben den offensichtlichen direkten und indirekten Vorteilen profitieren wir aber auch von technischen Entwicklungen, die die Kraft der Sonnenenergie nutzen. Die Solartechnologie beispielsweise kann die Energie der Sonne in den von uns Menschen so dringend benötigten Strom umwandeln. Die weiterführende Batterietechnologie kann die Energie sogar speichern, sodass wir Solarenergie zeitverzögert dann abrufen können, wenn wir sie benötigen. Das ist wirklich faszinierend.

Wie Solarpanels wirklich funktionieren: Ein Blick hinter die Technik

Mit der Herstellung und Optimierung von Solarpanels beschäftigt sich ein ganzer Industriezweig und an Forschungsinstituten und Universitäten wird dazu ausgiebig geforscht. Die Solartechnologie ist einer der großen Hoffnungsträger der dringend benötigten sogenannten Energiewende. Prinzipiell ist die Funktion eines Solarpanels beziehungsweise einer Solaranlage vergleichsweise einfach. Sonnenenergie trifft in einem bestimmten Winkel auf das Solarpanel auf, die Solarzellen wandeln diese Energie in Gleichstrom um, der in einen Wechselrichter weitergeleitet wird. Dort wird er in nutzbaren Wechselstrom umgewandelt und in den Stromkreislauf eingespeist. Als Material kommt in 90 Prozent aller Solarzellen Silizium zum Einsatz. Der Halbleiter ist in der Lage, Sonnenenergie elektrisch zu leiten.

Historische Meilensteine in der Entwicklung der Sonnenenergie

Grundsätzlich wäre ein Leben ohne Sonne auf der Erde nicht möglich. Dem einen oder anderen ist aus seiner Schulzeit der Begriff Photosynthese vielleicht noch ein Begriff. Doch auch als Mittel wurde Solarenergie schon früh genutzt. Bereits 640 Jahre vor Christi Geburt benutzten Assyrer geschliffene Linsen, um mit ihrer Hilfe als eine Art Brennglas Feuer zu entfachen und die Ägypter leiteten mit Hilfe von Spiegeln Sonnenstrahlen ins Innere ihrer Pyramiden um. Allerdings war es von diesem Stadium der frühen Nutzung von Solarenergie ein weiter Weg bis zu den heutigen Solaranlagen. Es zeigt aber bereits, wie vielfältig die Vorteile erneuerbarer Energiequellen sind.

Der erste, der herausfand, dass mit Hilfe der Sonne elektrischer Strom zu gewinnen ist, war der Forscher Alexandre Edmond Becquerel, 1839. Der damals erst 19-jährige entdeckte bei seinen Experimenten, dass der Strom zwischen einer Anode und einer Kathode bei elektrolytischen Zellen aus Platin stärker wird, wenn Sonne darauf scheint. Albert Einstein war 70 Jahre später in der Lage, diesen Effekt zu erklären und bekam dafür den Nobelpreis.

Eine funktionierende Solarzelle gab es dann 1954 und wurde als Revolution gefeiert, auch wenn der Wirkungsgrad dieser Erfindung damals lediglich 6 Prozent betrug. Heute liegen die Wirkungsgrade je nach Ausführung zwischen 20 und 24 Prozent. Wie so oft in der Menschheitsgeschichte bedurfte es aber einer Krise, um die Technik für die breite Öffentlichkeit und die Industrie interessant zu machen. Diese kam 1973/74 in Form einer Ölkrise. Die arabischen Staaten drosselten die Förderung und verhängten ein Embargo. Die Abhängigkeit vom Öl wurde mehr als deutlich und äußerte sich in den berühmten autofreien Sonntagen. Bilder von Menschen, die im damaligen West-Deutschland auf den Autobahnen spazieren gingen, gingen um die Welt. Die Forschung im Bereich der Solartechnik wurde intensiviert und bereits Mitte der 90er Jahre wurde durch sinkende Anschaffungskosten sowie staatliche Förderprogramme und die gestiegene Effizienz von Solarpanels ein Effizienz- und Preisniveau erreicht, das die Installation von Solaranlagen für Privat- und Gewerbekunden attraktiv machte. Zudem wurde die Energie als umweltfreundliche Energie gefeiert.

Überraschende Vorteile und Eigenschaften von Solarpanels

Größter Vorteil einer Solaranlage ist sicher die einmalige Investition in ein Produkt, das dann für die nächsten Jahrzehnte nahezu wartungsfrei und mit sehr geringen Folgekosten betrieben werden kann. Die Vorteile von Solarpanels sind, dass sie sehr robust sind, durch Umwelteinflüsse nahezu unzerstörbar und funktionieren, sobald die Sonne scheint. Zudem ist es möglich, die gewonnene Energie in Batteriespeichern zu lagern, die ebenfalls über eine lange Lebensdauer verfügen. Moderne Batteriespeicher sind zudem ebenfalls sehr wartungsarm und mit der richtigen Technik auch sehr sicher.

Zukunftsperspektiven: Was uns in der Solarbranche noch erwartet

Die Zukunft der Solarbranche sieht so aus, dass im nächsten Schritt der gewonnene Strom in Batteriespeichern gelagert wird, die über smarte Technologien miteinander vernetzt sind, sodass Batteriespeicher je nach Bedarf von einzelnen Akteuren ge- und entladen werden. Seit 2021 hat die Installation von Batteriespeichern in Deutschland massiv an Fahrt aufgenommen. Im Jahr 2019 wurden etwa 42 Tausend neue Stromspeicher registriert. 2020 waren es etwa 86 Tausend und 2021 sensationelle 132 Tausend! Insgesamt waren 2021 326 Tausend Stromspeicher registriert. Es scheint, als wäre die Solartechnologie nicht mehr aufzuhalten.