Sonne macht gute Laune – wer freut sich schon über verregnete Sommer? Sie wärmt. Und sie lässt unsere Haut schön braun werden, wenn man es nicht übertreibt. Denn dass Sonnenstrahlen auch gefährlich sein können, ist ja bekannt. Wie man die gewaltige Kraft der Sonne auch dazu benutzen kann, um Energie zu gewinnen – darum geht es hier.
Bild: ESA, NASA
Erst aber noch ein paar Sätze zur Sonne selbst: Sie ist 150 Millionen Kilometer von der Erde entfernt. In ihrem Inneren spielen sich verrückte Dinge ab: Da werden unter riesigem Druck und bei einem „Höllenfeuer“ von vielen tausend Grad Atome „verschmolzen“.
Na ja, das ist wissenschaftlich nicht ganz korrekt formuliert. Aber so ähnlich kann man sich das vorstellen. Das Besondere dabei: Bei diesen Prozessen wird Masse in Energie verwandelt – weshalb die Sonne auch pro Sekunde ein paar Millionen Tonnen an Gewicht verliert, was aber angesichts ihrer Größe keine Rolle spielt.
Wir reden hier von sehr viel Energie, die da freigesetzt wird – wie folgendes kleine Rechenbeispiel zeigt: Über 400 Kernkraftwerke müssten viele Millionen Jahre mit voller Kraft laufen, um so viel Energie zu produzieren, wie die Sonne in nur einer einzigen Sekunde erzeugt. Von dieser Energie kommt zwar nur ein kleiner Bruchteil bei uns auf der Erde an. Aber selbst das würde genügen, um die gesamte Menschheit mit Energie zu versorgen.
Denn in etwas mehr als 30 Minuten strahlt die Sonne so viel Energie auf die Erde, wie wir weltweit in einem Jahr verbrauchen. Das macht die Sonne unter den „Energie-Lieferanten“ zum regelrechten Star – und das ist sie ja auch im wörtlichen Sinne: ein Stern.
Es gibt nun zwei unterschiedliche Methoden, die Energie der Sonne direkt zu nutzen: die eine heißt Photovoltaik, die andere Solarthermie.
Bei der Photovoltaik wird die Energie der Sonne mit Hilfe von Solarzellen in Strom umgewandelt. Vor vielen Jahren hat man diese Technik zur Energieversorgung von Satelliten im Weltall entwickelt. Auf vielen Fotos von Satelliten und auch von der Internationalen Raumstation ISS sieht man solche „solar panels“, wie man sie im Englischen bezeichnet.
Heute sieht man sie auch auf vielen Hausdächern: Du kennst sicher auch diese dunkelblauen Flächen, die es auf immer mehr Dächern gibt. Die Solarzellen bestehen meistens aus Silizium – das übrigens ein wesentlicher Bestandteil von Sand ist. Sie wandeln die Energie der Sonne direkt in elektrischen Strom um. Den kann man im Haus benutzen – und sogar verkaufen: Produziert man mehr Strom, als man selbst benötigt, so kann man ihn ins Netz einspeisen und erhält dafür Geld.
Jetzt noch kurz zur Solarthermie: Solarthermische Anlagen wandeln das Sonnenlicht nicht direkt in Strom um. Vielmehr wird es zunächst mit sogenannten Kollektoren – großen Spiegeln – „eingefangen“. Die Spiegel sind so geformt, dass sie das Licht an einem Punkt bündeln. Wie mit einem Brennglas entstehen so hohe Temperaturen. Und zwar genau da, wo eine Röhre befestigt ist, in der sich ein spezielles Öl befindet. Das wird also auf diese Weise erhitzt und dann ins Innere des solarthermischen Kraftwerks geleitet, wo es Wasser zum Verdampfen bringt.
Wie in einem klassischen Kraftwerk versetzt dieser Dampf eine Turbine in Drehung. Die Turbine treibt einen Generator an und der Generator erzeugt – wie der Dynamo am Fahrrad – schließlich den Strom. Klingt etwas umständlich, funktioniert aber gut!
In Spanien – genauer in Granada – wird das Verfahren bereits erfolgreich eingesetzt: in einem der größten Solarkraftwerke der Welt namens „Andasol“. Da wird Strom für 200.000 Menschen erzeugt.