Wie funktioniert Solarenergie?
Es gibt verschiedene Methoden, mit denen Solarenergie funktioniert. Im weitesten Sinne kann fast die gesamte Energie auf der Erde technisch der Sonnenenergie zugerechnet werden, aber das meiste davon wäre schwer für den menschlichen Gebrauch nutzbar zu machen. Es ist die Implementierung von Technologien wie Wärmekollektoren und Photovoltaikanlagen, die Sonnenenergie auf praktische Weise für den Menschen nutzbar machen. Ein Teil dieser Technologie wird im industriellen Maßstab implementiert, während andere Technologien speziell für den persönlichen Gebrauch entwickelt wurden.
Die beiden Hauptprodukte der Sonne sind Licht und Wärme. Daher ist es nicht verwunderlich, dass sich die Technologien, mit denen Solarenergie betrieben wird, darauf konzentrieren, diese beiden Bereiche zu nutzen. Solare Warmwasserbereiter im Wohnbereich nutzen beispielsweise häufig Wärmekollektoren. Alternativ sammeln Photovoltaikanlagen oder Sonnenkollektoren Licht und wandeln es in Elektrizität um.
Wie bei jeder Art von Energie kann Solarenergie nur funktionieren, wenn sie auf irgendeine Weise richtig umgewandelt werden kann. Ob dies bei Pflanzen durch einen natürlichen Photosyntheseprozess oder durch menschliche Technik geschieht, die Umwandlung geschieht in einem bestimmten Prozess. Die Entropie oder der zweite Hauptsatz der thermischen Dynamik besagt, dass bei jeder Umwandlung die potentielle Energie im Ausgangszustand immer größer ist als die potentielle Energie im umgewandelten Zustand. Solarenergieprojekte suchen daher nach Wegen, diese Energie so effizient wie möglich umzuwandeln.
Bei der industriellen Solarproduktion scheint der Schwerpunkt auf Wärmekollektoren zu liegen. Diese Systeme sind oft in Linien angeordnet und sehen aus wie gekrümmte Mulden. Die Sonnenstrahlen treffen auf die stark reflektierende Oberfläche der Tröge, die die Wärme auf eine Leitung konzentrieren, die sich direkt vor den Reflektoren befindet. In diesem Röhrchen befindet sich eine Flüssigkeit, die auf sehr hohe Temperaturen erhitzt wird, häufig über 3.000 Grad Celsius.
Ein Umwandlungsprozess ist jedoch noch erforderlich, damit diese Art von Solarenergie funktioniert. Die erhitzte Flüssigkeit wird dann an einen anderen Ort transferiert, wo sie Dampf erzeugt. Mit dem Dampf werden dann Turbinen gedreht, die direkt für die Stromerzeugung verantwortlich sind. Dieser Strom wird dann in ein Netz eingespeist, damit er an den Endverbraucher geliefert werden kann.
Photovoltaik ist eine weitere Methode, mit der Solarenergie in der Praxis zum Einsatz kommt. Einige Materialien können einen elektrischen Funken erzeugen, wenn sie von Licht getroffen werden. Dieser Strom kann dann in Batterien gespeichert oder direkt verwendet werden. So funktionieren die meisten solarbetriebenen Lichtprodukte, obwohl die Lumen, die in diesen Lichtern erzeugt werden, im Allgemeinen nicht so hoch sind wie bei der Verwendung von Strom aus konventionellen Methoden. Diese Technologie entwickelt sich rasant weiter und wird jedes Jahr effizienter.