Die Sonne ist ein Fixstern, der Mittelpunkt unseres Sonnensystems und der Energiespender der Erde.
Einige Daten:
Abstand
von der Erde: 150.000.000 km
Sonnendurchmesser:
696.000 km
Volumen:
1,412 x 1018 km3
Masse:
1,99 x 1030 kg
Beschleunigung
auf der Oberfläche: 27,9 g
Oberflächentemperatur:
5512 °C (5785 K)
Gesamtleistung:
3,8 x 1023 kW
Sonnenkonstante:
1.3 kW / m2
Die Energie, welche in 3 Stunden Sonnenschein steckt reicht aus, um den gesamten Energiebedarf der Erde zu decken.
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Nachhaltigkeitsstudie Solarenergie 2007: Der Höhenflug der Solarindurstrie hält an.
Verfasser: Sarasin November 2007
Treibhausgasemissionen und Vermeidungskosten der nuklearen, fossilen und erneuerbaren Strombereitstellung.
Verfasser: Öko-Institut e.V. - März 2007
Klimaänderung 2007 – Zusammenfassung für politische Entscheidungsträger
Verfasser: IPPC = Zwischenstaatlicher Ausschuss für Klimaänderung - 2007
UBS-Research Focus – Klimawandel ein heisses Thema
Verfasser: UBS - Januar 2007
Erneuerbare Energien in Zahlen - nationale und internationale Entwiklung
Verfasser: deutsches Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit - 2007
Stand und Entwicklung von Treibhausgasemissionen in den Vorketten für Erdöl und Erdgas
Verfasser: Öko-Institut e.V. - 2006
Uran als Kernbrennstoff - Vorräte und Reichweite
Verfasser: Wissenschaftlicher Dienst, Deutscher Bundestag - 2006
Die Lüge vom CO2-freien Atomstrom
Verfasser: Rudolf Rechsteiner - Nationalrat.
Risiko Kernenergie – Es gibt Alternativen
Verfasser: Öko-Institut e.V. in Freiburg - 2005
Neue erneuerbare Energie und neue Nuklearanlagen: Potenziale und Kosten
Verfasser: Paul Scherrer Institut - 2005
PSI-Bericht Kapitel 7: Photovoltaik
Verfasser: Willi Durisch - 2005
Die direkte Umwandlung von Sonnenlicht in elektrischen Strom mittels Solarzellen wird photovoltaischer Effekt genannt. Dieser wird seit den Anfängen in der Raumfahrt genutzt. Auch die Nutzung von Strom aus Sonnenzellen in Alphütten und kleinen Geräten ist seit längerem bekannt.
Seit 1992 erscheint der solar produzierte Strom in der schweizerischen Energiestatistik. Die Stromproduktion aus Solarzellen im Netzverbund hat sich seit 1990 in der Schweiz mehr als verzwanzigfacht. Im Jahr 2004 waren rund 1700 Solaranlagen ans Elektrizitätsnetz angeschlossen und speisen mit einer maximalen Leistung von ca. 20 Megawatt ins Netz ein. Sie erzeugen pro Jahr knapp 16 Gigawattstunden elektrische Energie.
Solarstrom stellt in der über 100 jährigen Geschichte der Erzeugung von Elektrizität eine Revolution dar. Erstmals kann direkt aus Sonnenlicht Strom erzeugt werden, ohne dass dazu mechanische, sich drehende und verschleissende Teile wie Turbinenschaufeln oder Generatorenlager nötig sind. Möglich ist dies dank dem photovoltaischen Effekt, für dessen detaillierte Beschreibung Albert Einstein Anfangs dieses Jahrhunderts den Nobelpreis verliehen bekam.
Der Anteil der Solarstromproduktion zur Gesamtstromerzeugung in der Schweiz heute (linke Pyramide) verhält sich ähnlich wie das Verhältnis der eingestrahlten Sonnenenergie in der Schweiz zur gesamten Stromproduktion (rechte Pyramide)
Verhältnis
PV zu Stromproduktion zu Sonnenenergie.
Solarstromanlagen liefern nur während des Tages Strom, wenn Sonnenlicht zur Verfügung steht. Auch bei schlechtem Wetter wird Strom produziert, wegen der geringen Energie des Lichtes aber deutlich weniger als an einem sonnigen Tag. Deshalb ist der Anschluss einer Solarstrom an das bestehende Stromversorgungsnetz sinnvoll. Am Tag produziert die Anlage solaren Strom, welcher ins Netz gespiesen wird. In der Nacht z.B. wird der im Haus benötigte Strom wieder vom Netz bezogen. Eine direkte Kopplung zwischen der Solarstromproduktion und dem Stromverbrauch ist deshalb nicht nötig.
Von der Sonne direkt ins Netz.
Solarmodule
Wechselrichter Kilowattstunden-Zähler Netz
Heute sind in der Schweiz rund 1'700 Solarstromanlagen am Netz - von der Kleinst-Anlage mit 0.2 Kilowatt Leistung bis zur 855 Kilowatt-Anlage - und produzieren pro Jahr mehr als 15'000 Millionen Kilowattstunden Solarstrom. Rund zwei Drittel des Stromes wird im Sommerhalbjahr, ein Drittel im Winterhalbjahr produziert. Seit die ersten Anlagen Ende der Achtzigerjahre ans Netz gingen, hat sich die Technik stark weiter entwickelt. Die technische Zuverlässigkeit hat sich verbessert, die Integrationsmöglichkeiten in das Gebäude erweitert. Heute gibt es eine Vielzahl von Solarmodulen auf dem Markt.
Preise rutschen weiter nach: Preisentwicklung bei komplett installierten Solarstromanlagen in der Schweiz (teuerungsbereinigt 1998)
Preisentwicklung
in der Schweiz
Die Betriebskosten für Solarstromanlagen bestehen fast ausschliesslich aus Kapitalkosten, da ein Unterhalt der Anlage praktisch nicht nötig ist und der Betrieb vollautomatisch funktioniert. Solarstromanlagen produzieren heute noch von allen im Bereich der kommerziell erhältlichen erneuerbaren Energiesysteme die teuerste Kilowattstunde. Überraschen dürfte deshalb, dass in der von vielen EW's propagierten Aktion 'Solarstrom vom EW' bis 3% der Bevölkerung den rund 4 Mal so teuren Solarstrom kaufen. Handlungsbedarf besteht vor allem in der Finanzierung, wo im Vergleich zu Zinsraten andere Energieanlagen höhere Zins- und Risikoprozente das fortschreiten der Technologie behindern.
Die Deckung des Energiebedarfes hat sich in den letzten 150 Jahren stark gewandelt. Weitere Entwicklungen werden naturgemäss folgen.
Veränderung
der Zusammensetzung unserer Energieträger seit 1860
Solarstromanlagen erfüllen die Anforderungen an eine nachhaltige Entwicklung. Mit einer Energierückzahlzeit von ca. 4,5 Jahren und einer erwarteten Betriebsdauer von ca. 25 und mehr Jahren produziert eine Solarstromanlage im schweizerischen Mittelland 5 Mal mehr Energie, als zur Herstellung der gesamten Anlage nötig war. Vergleiche haben zudem gezeigt, dass 8 Gramm Solarzellen während ihrer Betriebsdauer gleich viel Elektrizität erzeugen wie z.B. 1 Gramm Uranbrennstoff in einem KKW. Solarzellen werden meist aus Silizium - dem zweithäufigste Element der Erdkruste – hergestellt.
Der Markt für Solarmodule wächst weltweit mit zweistelligen Zuwachsraten.
Weltweite
Marktentwicklung von Photovoltaik
Graue Energie: Sonnenenergie ist energetisch weitaus die Beste!
Die Tabelle zeigt die Energiebilanz, verschiedener Energieträger, bei der Herstellung von 100 kWh Strom. Sie widerlegt eindrücklich das überholte Märchen: Die Herstellung der Solarpanel benötigt viel mehr graue Energie, als diese produzieren können. Tatsache ist: Die Produktion von konventionellen Strom benötigt 2 - 3 mal mehr graue Energie als die Produktion von Solarstrom. (Quelle: Bundesamt für Energiewirtschaft)
Strom
Nutzenergie in kWh
Energieeinsatz in kWh
Davon nicht erneuerbar in kWh
Co2-Ausstoss kg/100 kWh
Sonne
100
166
64
5
Schweiz
100
438
355
30
Europa
100
471
450
110
Quelle:
Swissolar
Aufgrund der weltweit stark ausgebauten Produktionskapazitäten und sich ständig verbessernde Produktionsmethoden werden die Preise für Solaranlagen in Zukunft weiter sinken. Da zudem die Nachfrage nach Solarstrom in der Schweiz zunehmen dürfte, wird vermutlich ein kontinuierlicher Ausbau der Solarstromproduktion in der Schweiz erfolgen. Auf dem Hintergrund des liberalisierten Strommarktes ist es aber wahrscheinlich, dass vor allem institutionelle Investoren in solche Anlagen investieren. Die EW kaufen den Solarstrom von Anbietern und verkaufen ihn an die Endkunden.
Solarenergie hat seit der 70er Jahre eine grosse Faszination ausgelöst, die bis heute anhält. In mehreren Staaten sind dazu z.Z. Förderprogramme in Diskussion oder bereits am Laufen: 70'000 Dächer-Programm in Japan, 100'000 Dächer-Programm in Deutschland, 1 Millionen Dächer-Programm in der USA. Weltweit gesehen spielt die Solarenergie eine immer wichtigere Rolle. Mehr als die Hälfte aller Erdbewohner haben noch nie eine Kilowattstunde Strom verbraucht. In grossflächigen Gebieten mit kleinen Strombedarf ist deshalb schon heute die Solarenergie die finanziell interessanteste Lösung. In der Schweiz könnte die Solarstromtechnologie problemlos einen guten Teil der Stromproduktion übernehmen, ohne damit neue Speicherseen zu implizieren. Alle diese Anlagen können auf bestehenden Dächern und Infrastrukturbauten erstellt werden, so dass kein einziger Quadratmeter Kulturland verbraucht wird.
Die Schweiz hat trotz fehlender eigener Solarzellindustrie die Entwicklung der letzten Jahre massgeblich mitgestaltet. Viele wegweisende Konzepte zur Integration der Solarenergie in das Gebäude stammen aus der Schweiz. Wechselrichter aus Schweizer Entwicklungslabors und Fabrikationsbetrieben geniessen international einen sehr guten Ruf. Zellenforschung z.B. an der ETH Lausanne oder der Uni Neuenburg wecken internationales Interesse in der Industrie. Pro Kopf der Bevölkerung sind in der Schweiz die meisten Solarstromanlagen am Netz.