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Solarenergienutzung

Die Strahlung der Sonne liefert Energie, durch die das Leben auf der Erde ermöglicht wird, auch wenn nur ein Bruchteil der von der Sonne abgestrahlten Energie auf der Erde ankommt. Das Sonnenlicht bewirkt nicht nur die Photosynthese im Chlorophyll der Pflanzen oder die Zirkulation des Wassers in Form von Wolken und Regen, die abgestrahlte Energie kann auch zur Deckung des Energiebedarfs genutzt werden.

Die Möglichkeiten der Sonnenenergienutzung sind von der Intensität der Solarstrahlung abhängig. Der Mittelwert der Solarstrahlung, die bei mittlerem Sonnenabstand unter Vernachlässigung des Atmosphäreneinflusses senkrecht auf die Erde auftrifft, wird als Solarkonstante bezeichnet und beträgt 1.367 W/m².

Da die Atmosphäre die Solarstrahlung aber durch Reflexion, Absorption und Streuung reduziert und die an der Erdoberfläche eintreffende Intensität zudem stark vom Wetter und vom Sonnenstand abhängt, beträgt die maximale Globalstrahlungsleistung 1.000 W/m² (Mittagzeit, wolkenloser Himmel). In Deutschland schwankt die Strahlungsleistung zwischen 50 - 150 W/m² im Winter (stark bewölkt bis nebelig-trüb) und 600 - 1000 W/m² im Sommer (klarer bis leicht diffuser Himmel).

Verschiedenste technologische Konzepte dienen dazu, die Energie der Sonne so umzuwandeln, dass sie als thermische Energie zur Deckung des Wärmebedarfs (Solarthermie), als elektrische Energie zur Strombedarfsdeckung (Fotovoltaik) oder als mechanische Energie durch Einsatz von Dish Stirling Systemen zur Verfügung steht. Daneben fasst die indirekte oder passive Solarenergienutzung Anwendungsformen zusammen, bei denen die Solarenergie nur indirekt eine Rolle spielt (z. B. Gebäudeausrichtung, besonnte Wärmespeicher oder Energiepflanzengewinnung).

Der Anteil der Sonnenenergie an der deutschen Energieversorgung ist noch gering, steigt aber kontinuierlich insbesondere im Bereich der Fotovoltaik. Hier schafft das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) die Grundlage, Fotovoltaikanlagen wirtschaftlich zu betreiben und verpflichtet Netzbetreiber, den Strom abzunehmen und zu einem festgelegten Preis zu vergüten. Der Ausbau im Bereich der solarthermischen Anlagen bleibt hingegen hinter den wünschenswerten Erwartungen zurück.