Einleitung Sonnenenergie

18.7.2007
Das Sonnenland Österreich: Einstrahlung 343.000 PJ jährlich - das rund 300-fache des österreichischen Bruttoinlandsverbrauchs/Jahr.

Sonnenkollektoren zur Wärmegewinnung

Bereits im 18. Jahrhundert entwickelte ein Schweizer Forscher eine gläserne „Hitzekiste“, welche als Vorläufer des heutigen Flachkollektors angesehen werden kann. Rund hundert Jahre darauf wurde der erste konzentrierte Kollektor – mittels Einbau von Brennspiegeln – für die Betreibung von Dampfmaschinen gefertigt (1866 ging die erste Solar-Dampfmaschine in Betrieb).

Funktionsweise

Die Strahlungsenergie der Sonne wird durch eine dunkle Absorberfläche in Wärmeenergie umgewandelt, das durchlaufende Wasser dient als Wärmeträger. Durch eine Art, den Absorber ummantelnde, Vitrine mit Glasabdeckung wird der Glashaus-Effekt genutzt, um die gewünschte Wasserwärme für Brauchwasser und/oder Raumheizung zu erreichen.

Unterschieden werden muß zwischen Nicht-konzentrierenden Kollektoren (Nieder-, Mittel- und Hochtemperaturollektoren) und Konzentrierenden Kollektoren (Solarthermisches Kraftwerk).

In Österreich waren per Ende 2006 etwa 3,3 Millionen m2 Solar-Kollektorfläche in Betrieb, mit einer Wärmeleistung aus Sonnenenergie von 2.318 MW. Zum Vergleich: die Gesamtleistung aller heimischen Donaukraftwerke beträgt 2.100 MW. Die Solaranlagenbesitzer sparen sich damit rund 100 Millionen Euro an Energiekosten jährlich. Durch noch massiveren Ausbau könnte man komplett auf fossile Energieträger wie Kohle und Erdöl zur Wärmegewinnung verzichten.

Photovoltaik zur Stromerzeugung

Ein französischer Physiker, namens Edmonde Alexandre Bequerel entdeckte vor rund 150 Jahren erstmals den photovoltaischen Effekt (direkte Umwandlung von Sonnenlicht in elektrischen Strom).Er tauchte zwei gleich lichtempfindliche Platten in eine verdünnte Lösung, belichtete eine der beiden und erzeugte somit eine elektrische Spannung zwischen den Platten.

Hundert Jahre später wurden in den USA auf Bequerels Entdeckungen basierend, aus Silizium bzw. Cadmiumsulfid, Photozellen für Stromgewinnung hergestellt, welche anfangs nur in der Raumfahrt Verwendung fanden.

Funktionsweise

Je nach Wirkungsgrad und Herstellung werden monokristalline, polykristalline und amorphe Zellen unterschieden. Alle diese Solarzellentypen bestehen aus einem Halbleitermaterial (meist Silizium weil relativ billiger Rohstoff), in welchem Lichteinstrahlung positive und negative Ladungsträger freisetzt („Photoeffekt“). Ein internes elektrisches Feld trennt diese Ladungsträger, welches eine elektrische Spannung zwischen Metallkontakten an der Oberfläche der Zelle erzeugt. Wird der äußere Kreis geschlossen, fließt elektrischer Strom (Gleichstrom). Dieser kann bei einer Netzkoppelung oder auch bei größeren Inselanlagen durch Wechselrichter in Wechselstrom umgewandelt werden.

Vorrangig werden in Österreich polykristalline Zellen (~70%) zur Stromgewinnung verwendet. Die Gesamtleistung aller Photovoltaikanlagen ( ca 98% netzgekoppelt - 2 % Inselbetrieb) beträgt 94 MW (2006- Quelle: BV-PV). Leider ist der Einspeisetarif im österreichischen Ökostromgesetz für netzgekoppelte Anlagen derzeit gedeckelt. Dieser Deckel war bereits zwei Wochen nach Inkrafttreten des Gesetzes ausgeschöpft. Er behindert maßgeblich die flächendeckende Einführung der Photovoltaik in Österreich.

Weltweit verzeichnet die Photovoltaik-Branche ein jährliches Wachstum von durchschnittlich 40 Prozent. Während der Nachbar Deutschland mit einer installierten Gesamtleistung von über 1.429 Megawatt (MW) im Jahr 2005 die globale Führungsposition übernimmt, hinkt Österreich mit rund 24 MW installierter Solarleistung deutlich hinterher. Während in Deutschland derzeit rund 20.000 Menschen in der Photovoltaik-Branche arbeiten, sind es in Österreich nur 1.000. Bis zum Jahr 2020 könnte der Anteil der Arbeitskräfte in Deutschland auf 200.000 ansteigen.

Gerüchte & Vorurteile der Sonnenenergie

Seit Jahren kursiert (bewußt?) das Gerücht, dass Solarzellen mehr Energie benötigen, als sie im Laufe Ihres Lebens "produzieren". Fakten dazu, dass diese Gerüchte nicht stimmen, finden Sie im Artikel: "Wieviel Energie benötigen Solarzellen bei der Produktion?".
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Quelle: Bundesministerium für Umwelt / Umweltkontrollbericht

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