Solarenergie – Was ist Sonnenenergie und wie wird sie genutzt?

Was genau ist eigentlich Solarenergie? Wenn du dir diese Frage beantworten und sprichwörtlich Licht in die Sache bringen möchtest, bist du hier genau richtig! Seit Milliarden von Jahren spendet uns die Sonne Licht und Wärme – und ermöglicht so das Leben auf unserem Planeten. Diese mächtige umweltfreundliche Energiequelle steht uns in unendlichen Mengen zur Verfügung und lässt sich in den unterschiedlichsten Formen nutzen.

Vor allem im Zuge der globalen Energiewende und der Notwendigkeit von erneuerbaren Alternativen für fossile Brennstoffe, bekommt die Kraft der Sonnenstrahlen endlich die verdiente Aufmerksamkeit. Doch wie funktioniert das eigentlich mit der Photovoltaik-Anlage? Und was können wir als Verbraucher:innen sonst noch tun, um die Vorteile der Sonnenkraft für uns zu nutzen?

In diesem Artikel möchte ich dir jetzt alles Wissenswerte über die Solarenergie an die Hand geben geben – von ihrer Definition und Geschichte, über Vor- und Nachteile und die Technik, bis hin zu den Nutzungsmöglichkeiten und Zukunftsaussichten. Auf geht's!

Vorab findest du hier schon eine kurze Übersicht:

1. Definition
2. Geschichte
3. Vorteile und Nachteile
4. Technik
5. Nutzung
6. Schlusswort

Definition: Was ist Solarenergie eigentlich?

Solarenergie (oft auch als Sonnenenergie, Sonnenkraft oder Solarpower bezeichnet) ist die Energie der Sonnenstrahlung, die im Inneren der Sonne durch Kernfusion entsteht, zur Erde strahlt und durch durch uns Menschen vor allem in Form von elektrischem Strom oder Wärme genutzt werden kann.

Es handelt sich dabei um eine natürliche und erneuerbare Energiequelle, die bereits seit Milliarden von Jahren existiert und das das Leben auf unserem Planeten überhaupt erst möglich macht. Pflanzen wandeln durch Photosynthese Sonnenlicht in Energie um – und Tiere und Menschen produzieren mithilfe der Sonnenstrahlen lebensnotwendiges Vitamin D produzieren.

In technischer Hinsicht bezieht sich der Begriff „Solarenergie“ aber vor allem auf die Methoden und Technologien, die von Menschenhand entwickelt wurden, um die elektromagnetische Strahlung in nutzbare Energieformen, wie Elektrizität oder Wärme, umzuwandeln.

Im Zentrum der Weiterentwicklung der Solarenergie steht vor allem das Ziel, eine saubere, umweltfreundliche und nachhaltige Energiequelle zu nutzen, um den steigenden Energiebedarf der Menschheit auch in Zukunft zu decken und gleichzeitig die schwerwiegenden Umweltfolgen (vor allem den Klimawandel) durch konventionelle, endliche Energiequellen, wie Kohle, Öl und Erdgas, zu reduzieren.

Geschichte: Seit wann wird Sonnenenergie bereits genutzt?

Im nächsten Schritt möchte ich einen kurzen Blick auf die Geschichte des Solarstroms werfen, die mindestens bereits im Jahr 1839 beginnt. Hier habe ich den Ablauf einiger der wichtigsten Ereignisse mit der jeweiligen Jahreszahl aufgelistet:

• 1839: Der französische Physiker Alexandre Edmond Becquerel entdeckt den photoelektrischen Effekt.
• 1883: Der US-amerikanische Erfinder Charles E. Fritts baut die erste funktionierende Solarzelle.
• 1905: Albert Einstein beweist und erklärt den photoelektrischen Effekt. Er erkannte, das Licht Teilchen besitzt, die eine Energie an andere Teilchen übertragen können.
• 1954: Die ehemalige Forschungsabteilung der Telefongesellschaft AT&T, die Bell Laboratories, entwickelt eine Solarzelle auf Silizium-Basis.
• 1958: Im März startet mit Vanguard-1 der vierte Satellit in die Erdumlaufbahn. Er ist der erste Weltraum-Satellit, der mit Strom aus Solarzellen funktioniert.
• 1990: Die Solarforschung und Photovoltaik-Anlagen wird in Deutschland infolge von Nuklearunfällen und der Ölkrise gezielt gefördert.
• 2000: Das „Erneuerbare-Energien-Gesetz“ tritt in Kraft, um den Ausbau der Solarenergie und weiterer erneuerbarer Energien massiv zu beschleunigen.
• 2022: Baden-Württemberg führt als erstes großes Bundesland die Solarpflicht für Neubau Wohngebäude ein.

Die Geschichte der Solarenergie ist damit aber längst nicht am Ende, im Gegenteil: sie beginnt gerade erst. Denn heutzutage ist sie einer der größten Versorgungszweige der Zukunft und ein entscheidendes Puzzleteil für eine nachhaltige Lebensweise.

Vorteile und Nachteile: Warum wird Solarenergie genutzt und was spricht dagegen?

Im Jahr 2022 entstanden rund 11 Prozent des eingespeisten Stroms in Deutschland durch PV-Anlagen. Und der Anteil der Photovoltaik an der Bruttostromerzeugung in Deutschland nimmt mit jedem Jahr weiter zu.₁

Doch was genau sind eigentlich die Vorteile? Und hat die modernste Technik der Solarenergie auch Nachteile? Im Folgenden möchte ich dir jeweils einen kleinen Überblick verschaffen.

Vorteile der Solarenergie

1. Umweltfreundlichkeit: Solarenergie ist eine saubere und emissionsfreie Energiequelle. Bei der Produktion von Solarstrom entstehen keine Schadstoffe und klimaschädlichen Treibhausgase, wodurch nicht nur der Klimawandel entschleunigt, sondern auch die Luftverschmutzung reduziert werden kann.
2. Unerschöpflichkeit: Solarenergie ist, im Gegensatz zu fossilen Brennstoffen, eine erneuerbare Energiequelle. Solange die Sonne scheint, können wir Menschen sie stets nutzen.
3. Kosteneinsparungen: Nach der anfänglichen Investition können Verbraucher:innen ihre Stromrechnungen mithilfe von Solaranlagen dauerhaft erheblich senken. Außerdem profitieren Besitzer:innen einer PV-Anlage in vielen Ländern von Steuervergünstigungenund staatlichen Zuschüssen.
4. Einnahmequelle: Eigentümer:innen großer Solaranlagen können mit der Einspeisung des Stroms ins Netz Geld verdienen und ihre Photovoltaikanlage verkaufen, wenn zum Beispiel ein Immobilienverkauf oder ein neues Investment ansteht.
5. Unabhängigkeit: Verbraucher:innen, die Solarenergie nutzen und speichern, reduzieren ihre Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen und sind so auch besser vor steigenden Strompreisen geschützt. Genauso sind auch Länder wie Deutschland unabhängiger von Energieimporten aus Drittländern.
6. Zuverlässigkeit: Solaranlagen liefern zuverlässig Strom und erfordern – im Vergleich zu anderen Energieerzeugungssystemen – relativ wenig Wartung, wodurch natürlich auch die laufenden Kosten sinken.
7. …

Die Liste der Vorteile ist noch deutlich länger. So schafft die Solar-Industrie zum Beispiel auch viele neue Arbeitsplätze in den Bereichen Forschung, Entwicklung, Installation und Wartung – und ermöglicht weitere Effizienzsteigerungen und Kostensenkungen in der Zukunft.

Nachteile der Solarenergie

1. Anfangsinvestition: Der größte Kritikpunkt sind sicherlich die hohen Anschaffungskosten einer Photovoltaik-Anlage. Der teure Kauf von Solarpanels lässt sich aber beispielsweise durch die Miete der Technik umgehen.
2. Wetterabhängigkeit: Die erzeugte Strommenge variiert natürlich immer mit dem Wetter und der Jahreszeit. An bewölkten oder regnerischen Tagen wird dementsprechend weniger Solarenergie produziert. Dass sich Solarenergie mittlerweile aber sehr gut speichern lässt, wirkt diesem Problem jedoch entgegen.
3. Lange Amortisationszeit: Trotz sinkender Preise amortisiert sich die Investition in eine PV-Anlage im Durchschnitt nach etwa 9-10 Jahren.₂ Da sie aber 25 Jahre oder noch länger zuverlässig Strom liefert, ist sie im Regelfall eine gute Geldanlage.
4. Gewerbeanmeldung: Wer in Deutschland eine Photovoltaik-Anlage betreibt, muss unter Umständen eine gewerbliche Tätigkeit anmelden. Der Gewinn der Solaranergie auf dem eigenen Dach kann also durchaus mit bürokratischem Aufwand verbunden sein – lohnt sich aber natürlich im Regelfall.
5. …

Auch hier gibt es natürlich noch einige weitere Nachteile, wie zum Beispiel die nachlassende Leistung im Zeitverlauf. Da sich die Technik aber stets weiterentwickelt, kann diesem Problem in Zukunft aber sich weiter entgegengewirkt werden.

Technik: Wie funktioniert Solarenergie eigentlich, einfach erklärt?

Solarenergie nutzt die Strahlungsenergie der Sonne sowohl zur Erzeugung von Strom durch Photovoltaik, als auch, um Wärme für Heißwasser durch Solarthermie zu erzeugen.

Die Photovoltaik nutzt Solarzellen, die Sonnenlicht direkt in elektrische Energie umwandeln. Wenn Photonen (mikroskopisch kleine Energieträger aus dem Sonnenlicht) auf die Vorderseite einer Solarzelle treffen, setzen sie Elektronen in Bewegung, wodurch dann elektrischer Strom erzeugt wird. Solarmodule oder -panels schalten schlussendlich mehrere dieser Solarzellen in Reihe.

Bei der Solarthermie wird die Energie der Sonnenstrahlen mithilfe eines Absorbers der Sonnenkollektoren eingefangen und in Wärmeenergie umgewandelt, um Wasser oder ein anderes Medium zu erwärmen. Die Wärmeenergie kann dann mithilfe von Wärmetauschern beispielsweise für die Warmwasserbereitung für Trinkwasser und für das nachhaltige Heizen der Wohnung oder des Hauses eingesetzt werden.

Nutzung: Wie kann man im Alltag von der Solarenergie profitieren?

Uns Verbraucher:innen stehen viele unterschiedliche Möglichkeiten bereit, um die Vorteile der Solarenergie im Alltag zu nutzen und damit aktiv einen Beitrag zur nachhaltigen Energieversorgung zu leisten.

Der einfachste Weg ist sicherlich (falls noch nicht geschehen) der 5-minütige Wechsel zu einem Ökostrom-Anbieter. Immer mehr Firmen bieten Tarife an, die vollständig auf Strom aus erneuerbaren Quellen, einschließlich Solarenergie, setzen.

Abseits davon gibt es mittlerweile beispielsweise auch Solarladegeräte für Handys und andere kleine Elektrogeräte. Außerdem können Solaraußenleuchten für Gärten oder Terrassen eingesetzt werden, die tagsüber Sonnenenergie speichern und nachts Licht spenden. Solarbetriebene Wasserpumpen und Autos, Solaröfen oder dekorative Solar-Einmachgläser sind nur einige weitere Möglichkeiten, wie sich Sonnenenergie im alltäglichen Gebrauch nutzen lässt.

Wer einen Schritt weiter gehen möchte, nutzt nicht nur Solarenergie, sondern erzeugt sie mithilfe der bereits erwähnten Photovoltaik-Anlage auf dem eigenen Dach selbst. Damit lässt sich nicht nur das Elektroauto laden und der eigene Strombedarf decken, sondern auch überschüssige Energie gewinnbringend ins Netz einspeisen. Zudem können Verbraucher:innen mit Solarthermie-Anlagen die Wärme der Sonne einfangen und sie zur Warmwasserbereitung oder Heizungsunterstützung nutzen.

Tipp: Manchmal eignet sich die Dachfläche nicht für eine PV-Anlage. Glücklicherweise lassen sich Solarkollektoren auch seitlich am Balkongeländer installieren. Welche Tipps du sonst noch für einen möglichst nachhaltigen Balkon umsetzen kannst, erläutere ich dir gern im verlinkten Blogbeitrag.

Solarenergie – Die unendliche Kraft der Sonne für eine nachhaltigere Lebensweise nutzen

Die Sonne ist der größte natürliche Energielieferant unseres Planeten! Das unerschöpfliche Reservoir der Sonnenkraft hat das Potenzial, uns dauerhaft eine nachhaltige Energiequelle zu bieten und die Ära der fossilen Energieträger ein für alle Mal zu beenden.

Indem wir uns der Vorteile der Solarenergie bewusst werden und die erneuerbare Energiequelle zunehmend in unsere Lebensweise integrieren, tragen wir entscheidend dazu bei, unseren ökologischen Fußabdruck zu reduzieren. Auf diese Weise ermöglichen wir auch zukünftigen Generationen – inklusive unserer Kinder und Enkelkinder – ein angenehmes Leben auf der Erde.

„Wenn die Sonne scheint kann ich alles schaffen; kein Berg ist zu hoch, kein Problem zu schwer.“

Wilma Rudolph (mehr unter Sonnenschein Zitate)

Hast du Fragen, Ideen, möchtest du deine Erfahrungen mit der Solarenergie teilen oder Tipps für ein möglichst fossilfreies Leben loswerden? Dann freue ich mich auf deinen Kommentar.

Bleib‘ sonnig und umweltfreundlich,

PS: Wer im Alltag CO2 sparen will, sollte auf Strom aus erneuerbaren Quellen wie der Solarenergie umsteigen. Was du noch tun kannst, erläutere ich dir als Nächstes gern im verlinkten Blogartikel!

Quellenangaben:
₁ Statistisches Bundesamt: Zahl der Woche Nr. 25 vom 20. Juni 2023 – 2,6 Millionen Photovoltaikanlagen in Deutschland installiert, abrufbar unter https://www.destatis.de/DE/Presse/Pressemitteilungen/Zahl-der-Woche/2023/PD23_25_p002.html. [06.09.2023].

₂ N. Kumpel: Die Amortisation einer PV-Anlage (Stand: 07.07.2023), abrufbar unter https://www.wegatech.de/ratgeber/photovoltaik/kosten-und-wirtschaftlichkeit/amortisation. [06.09.2023].