Was ist potenzielle Solarenergie?
Potenzielle Sonnenenergie ist in der Sonne gespeicherte Energie, die in andere Energieformen umgewandelt werden kann. Nur ein sehr kleiner Teil der Energie, die uns die Sonne auf der Erde zur Verfügung stellt, wird vom Menschen eingefangen und genutzt. Die meisten auf dem Planeten verfügbaren erneuerbaren Energiequellen stammen aus der Energie der Sonne. Die einzigen Ausnahmen sind Geothermie und Gezeitenenergie.
Potenzielle Sonnenenergie gelangt in Form von Lichtwellen, die von der Sonne durch den Weltraum gewandert sind, auf die Erdoberfläche. Die Wellenlängen dieser Sonnenenergie variieren, wobei der größte Teil des Lichts im infraroten oder sichtbaren Bereich und einige im ultravioletten Bereich liegen. Wenn Lichtwellen in die Erdatmosphäre gelangen, wird etwa ein Drittel der Energie zurück in den Weltraum reflektiert. Der Rest der Energie wird von der Atmosphäre, den Wolken, dem Land und dem Meer absorbiert.
Ein Teil der potenziellen Sonnenenergie, die von der Erde absorbiert wird, wird in andere Energieformen umgewandelt, die vom Menschen zur Stromerzeugung genutzt werden können. Durch Sonnenenergie verdunstet Wasser, was zu Luftbewegungen wie Wind beiträgt. Windkraft kann zur Stromerzeugung genutzt werden.
Auch der Strom, der durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe entsteht, stammt ursprünglich aus Sonnenenergie. Die Photosynthese durch Pflanzen fängt die potenzielle Sonnenenergie ein und wandelt sie in chemische Energie um, wodurch neue kohlenstoffbasierte Stoffe entstehen. Auf diese Weise stammen Pflanzen-, Lebensmittel-, Holz- und Tierstoffe letztendlich aus der Sonnenenergie der Sonne.
Der Mensch nutzt potenzielle Sonnenenergie nicht nur indirekt durch Verbrennung fossiler Brennstoffe oder durch Nutzung von Wind und anderen Naturphänomenen zur Stromerzeugung, sondern fängt auch Sonnenenergie ein und wandelt sie direkt in Strom um. Eine der Haupttechnologien hierfür ist die Photovoltaik. Auf atomarer Ebene funktioniert die Photovoltaik, weil bestimmte Materialien Lichtwellen absorbieren und dann Elektronen abgeben können. Die freigesetzten Elektronen können als elektrischer Strom eingefangen werden. Silizium ist eine solche Art von Material.
Die Wissenschaft der Photovoltaik wurde bereits 1839 zum ersten Mal entdeckt. Über hundert Jahre lang war die Technologie zu teuer, um weit verbreitet eingesetzt zu werden. In den 1960er Jahren wurde potenzielle Sonnenenergie genutzt, um Energie für Raumfahrzeuge zu erzeugen. Die moderne Technologie ist inzwischen so weit fortgeschritten, dass potenzielle Solarenergie effizient genutzt werden kann, was zu vielen persönlichen und kommerziellen Anwendungen führt.