Die Sonnenenergie oder Solarenergie ist der auf die Erde eintreffende Anteil der Energie in Form von elektromagnetischer Strahlung (Strahlungsenergie), die von der Sonne durch Kernfusion emittiert wird. Die zugestrahlte Sonnenenergie ist über längere Zeiträume praktisch konstant. Die Strahlungsleistung beträgt an der Grenze der Atmosphäre etwa 1,367 kW/m²; dieser Wert wird auch als Solarkonstante bezeichnet. Ein großer Teil der eingestrahlten Energie wird jedoch von der Atmosphäre absorbiert und reflektiert. Die Größe dieses Verlustes hängt vom Zustand der Atmosphäre ab. Dabei spielen die Luftfeuchtigkeit, die Bewölkung und die Länge des Weges, den die Strahlen durch die Atmosphäre nehmen müssen, eine Rolle. Auftreffende Strahlung beträgt in der Atmosphäre noch ungefähr 1 kW/m². Dies gilt aber nur für die senkrecht auftreffende Strahlung. Schräg zur Sonne aufgestellte Flächen bekommen weniger Energie.
Die Sonneneinstrahlung, die Luftmassen im Tageszyklus erwärmt, erzeugt damit auch die Windenergie. Da die Sonne auch Hauptauslöser der Verdunstung und damit des Wasserzyklus ist verdanken wir ihr auch die Energie der Wasserkraft.
Eine komplexes Zusammenspiel zwischen der Bewegung der Celestialen Objekte und der Temperaturunterschiede erzeugt auch die Meeresströmungen, Gezeiten und zusammen mit dem Wind die Wellen, alles weitere ausgezeichnete Erneuerbare Energiequellen.
Im 19. Jahrhundert nahm man an, die Sonne bestünde aus Kohle und würde diese verbrennen; allerdings könnte die Sonne unter dieser Annahme nur für etwa 6000 Jahre leuchten.
Nutzung von Sonnenenergie
Die auf der Erde am weitesten verbreitete Nutzung der Sonnenenergie ist die Photosynthese bei den Pflanzen. Alle Wirbeltiere leben direkt (Pflanzenfresser) oder indirekt (Fleischfresser) von der Sonnenergie.
Die Wandlung in Wärme durch so genannte Sonnenkollektoren ist die verbreitetste Nutzungs der Sonnenenergie. Manchmal wird die so gewonnene Wärme in Sonnenwärmekraftwerken wiederum zur Erzeugung elektrischer Energie verwendet.
Eine einfache Anwendung der Sonnenenergie findet sich im Solarofen. Zur technischen Nutzung der Sonnenenergie siehe auch Solartechnik.
In weniger als 30 Minuten strahlt die Sonne mehr Energie auf die Erde, als die Menschheit in einem ganzen Jahr verbraucht. Im Jahr 2000 lag dieser jährliche Energieverbrauch bei etwa 1,4 · 1014 kWh. Um diese Energiemenge zu erzeugen, muss über eine Zeit von einem Jahr eine Leistung von 2,2 · 1010 kW erbracht werden (Energie = Leistung * Zeit), dazu wären rund 17.000 Atomkraftwerke erforderlich. Die Einstrahlungsleistung der Sonne beträgt im Durchschnitt auf der Erde etwa 1.000 Watt pro Quadratmeter, das ist eine Gesamtleistung von 5,1 · 1014 kW für die gesamte Erdoberfläche. Allerdings unterscheiden sich an verschiedenen Orten die Zusammensetzung des Sonnenspektrums, die Sonnenscheindauer und der Winkel, unter dem die Sonnenstrahlen auf die Erdoberfläche fallen. Deshalb unterscheidet sich auch die eingestrahlte Energie. Sie beträgt zum Beispiel 1.000 kWh pro Quadratmeter und Jahr in Mitteleuropa und oder 2.350 kWh pro Quadratmeter und Jahr in der Sahara. Trotzdem wird auch Deutschland noch mit etwa dem 200fachen seines Primärenergieverbrauchs bestrahlt. Theoretisch wäre es machbar, bei einem Wirkungsgrad der Umwandlung von 10% auf einer Fläche von 700 x 700 km in der Sahara den Weltenergiebedarf komplett zu decken (Stand von 2003).
Vor- und Nachteile der Sonnenenergie
Sonnenenergie bietet als Energiequelle gegenüber klassischen Energiequellen einige Vorteile. So ist sie unabhängig von fossilen und atomaren Energieträgern und im Gegensatz zu diesen praktisch unbegrenzt. Auch werden bei der Strom- und Wärmeerzeugung keine klimaschädlichen Treibhausgase wie CO2 freigesetzt, bei dezentraler Auslegung fallen auch keine Energieverluste durch den Transport an und die Abhängigkeit von einzelnen großen Versorgern nimmt ab. Nachteilhaft ist allerdings, dass wegen der Abhängigkeit von der wetter-, tages- und jahreszeitabhängigen Sonneneinstrahlung keine konstante Versorgung mit Energie möglich. Auch wird Energie eher in kalten Gebieten beziehungsweise Jahreszeiten behötigt, während die Energiegewinnung mit Solartechnik in heißen Gegenden mit hoher Sonneneinstrahlung und im Sommer deutlich effektiver ist. Daher hofft man, bald die Sonnenenergie effektiv speichern zu können, beispielsweise durch die Gewinnung von Wasserstoff, um sie dann später beziehungsweise an einem anderen Ort einsetzen zu können.
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