Solarenergie: Definition und Grundlagen

Solarenergie, auch Sonnenenergie genannt, ist die Energie, die in Form von Sonnenlicht und Sonnenwärme auf die Erde trifft und genutzt werden kann. Es handelt sich dabei um eine erneuerbare, nahezu unerschöpfliche Quelle von Energie, die keine schädlichen Emissionen verursacht. Ihre Nutzung und Umwandlung in nutzbare Energiequellen ist ein wichtiger Bestandteil der Energiewende und des Klimaschutzes.

Solarenergie und Photovoltaik

Ein Hauptbereich der Solarenergienutzung ist die Photovoltaik. Der Begriff „Photovoltaik“ setzt sich aus den griechischen Wörtern „phos“ (Licht) und „volt“ (die Einheit der elektrischen Spannung) zusammen und bezeichnet die direkte Umwandlung von Sonnenlicht in elektrische Energie mittels Solarzellen.

Die Solarenergie ist sicher, sauber und ressourcenschonend. Dennoch ist sie noch nicht die primäre Energiequelle weltweit, da ihre Verfügbarkeit von Faktoren wie Sonneneinstrahlung und Wetterbedingungen abhängt und die Speicherung der produzierten Energie eine Herausforderung darstellt.

Physikalische Grundlagen

Der Prozess der Energiegewinnung durch Photovoltaik basiert auf dem photovoltaischen Effekt, einer physikalischen Eigenschaft bestimmter Halbleitermaterialien, Licht direkt in elektrische Energie umzuwandeln. Wenn Sonnenlicht auf eine Solarzelle trifft, werden Elektronen aus ihren Atomverbindungen gelöst und erzeugen so einen elektrischen Strom.

Fachbegriffe im Zusammenhang mit Solarenergie und Photovoltaik

• Solarzelle: Eine Solarzelle ist ein elektrisches Bauelement, das Licht direkte in elektrische Energie umwandelt. Solarzellen bestehen typischerweise aus Silizium und sind das Herzstück einer jeden Photovoltaikanlage.
• Solarkollektor: Ein Solarkollektor wandelt die Sonnenstrahlung meist in Wärme um, welche zur Warmwasserbereitung und Heizungsunterstützung genutzt wird.
• Photovoltaikanlage (PV-Anlage): Eine Photovoltaikanlage besteht aus einer oder mehreren Solarzellen, die durch elektrische Schaltung verbunden sind. Solche Anlagen können sowohl auf Hausdächern als auch auf großen Freiflächen installiert werden.
• Netzgekoppelte Anlagen: Die meisten Photovoltaikanlagen sind in das Stromnetz eingebunden und speisen den erzeugten Strom direkt in das öffentliche Netz ein.
• Inselanlage: Dies ist eine Photovoltaikanlage, die unabhängig vom öffentlichen Stromnetz arbeitet und in der Regel kleinere, abgelegene Orte oder einzelne Geräte mit Strom versorgt.