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Physik
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Sonnenenergie

Die Sonne ist eine praktische Energiequelle. Die Umwelt wird dabei nicht beschädigt, aber es ist sehr teuer, Maschinen und Autos mit Sonnenenergie anzutreiben. Die Sonne ist fähig, 10000 mal mehr Energie zu erzeugen, als die Menschen auf der Erde verbrauchen. Die Erde aber erhält von dieser Energie nur ein Milliardstel. Das ist aber pro Minute noch soviel, wie die gesamte Menschheit pro Jahr verbraucht. Deshalb sagen Wissenschaftler, dass die Sonne die Energiequelle der Zukunft sei. Aber warum? Die Vorräte an Kohle, Erdgas und Erdöl, sind nur noch für begrenzte Zeit verfügbar aber die dadurch verursachten Umweltschäden nehmen rapide zu. Das größte Problem jedoch, das die Menschen zur Zeit beschäftigt ist das immer größer werdende Ozonloch. In den letzten 20 Jahren hat sich das Ozonloch sehr negativ entwickelt. Die Konsequenz: Die Sonnenstrahlen gelangen ungefiltert auf die Erde. Die gefährliche Ultra-Violette (UV) Strahlung wird nicht mehr in dem Maße abgebremst wie vorher. Eine direkte Folge dieser erhöhten Strahlenbelastung wäre, die erhöhte Zahl an Hautkrebserkrankungen. Eine eher unbekannte Art die Sonnenenergie zu nutzen, wären Wärmepumpen. Sie arbeiten nach dem umgekehrten Kühlschrankprinzip, indem sie sich der Sonnenenergie der Umgebung bedienen und sie auf ein höheres Temperaturniveau pumpen. Ohne Öl, Gas oder Strom würden sie jedoch auch nicht funktionieren. Nun gibt es aber noch bekanntere Methoden sich diese Energie nutzbar zu machen. Mittlerweile des öfteren auf z.B. Häuserdächern zu sehen :Sonnenkollektoren. Sie sammeln - daher auch das Wort Kollektor - die Strahlen der Sonne und damit wird beispielsweise das Wasser zum Duschen erwärmt oder aber auch Heizungen betrieben. Sonnenkollektoren sind meistens schwarz, da dunkle Farben die Sonnenstrahlen besser absorbieren als hellere. Aber leider sind diese Kollektoren zum einen sehr teuer und zum anderen scheint die Sonne nicht immer mit der gleichen Intensität bzw. Dauer z.B. im Winter. Die ausgesendete Wärme wird zwar gespeichert reicht aber manchmal nicht aus. Eine weitere Möglichkeit besteht in der Verwendung von Photovoltairezellen, die die Sonnenenergie direkt in elektrischen Strom umwandeln. Nach diesem System gewinnen beispielsweise auch Uhren oder Solartaschenrechner ihre Energie. Eine andere Methode Sonnenenergie direkt in Strom zu transformieren besteht in der Verwendung von Solarzellen. Die meisten enthalten Siliziumphotoelemente, die bei Bestrahlung mit Licht elektrischen Strom liefern. Verwendung finden sie als Stromquelle in z.B. Raumfahrzeugen. Der größte Vorteil an Sonnenstrom hängt mit der Tatsache zusammen, dass die Umwelt nicht durch schädliche Stoffe belastet wird. Jedoch, wie schon erwähnt, ist die Dauer der Sonneneinstrahlung entscheidend. In Europa scheint die Sonne nicht lange genug, um Strom immer verfügbar zu haben. Ein weiteres Problem resultiert daraus, dass nur ein verhältnismäßig geringer Teil der Sonnenstrahlen in Strom umgewandelt werden kann. Deshalb ist Sonnenstrom im Moment nur eine Alternative zu Kohle, Gas, oder Erdöl und kann diese nicht ersetzen. Die großen Spiegelflächen bedeuten einen großen Landschaftsbedarf und ist somit z.B. nur in Wüsten einsetzbar. Zur Zeit ist der aus Sonnenenergie gewonnene Strom um einiges teuerer als herkömmlicher außerdem ist die Gewinnspanne klein, da der Energieaufwand zur Produktion groß aber der gewonnene Strom gering ist. Die Umwandlung der Sonnenenergie in elektrische Energie geschieht aber beispielsweise auch im Sonnenkraftwerk. Im Sonnenwärmekraftwerk werden die Sonnenstrahlen von 1300 Spiegeln mit der Gesamtfläche von 2 ha auf die Oberfläche eines Dampfkessels reflektiert. Der dort entstandene Dampf versetzt eine Turbine in Bewegung, die einen Generator antreibt. Dabei werden ca. 1200 kW an Energie freigesetzt. In Halbleitersonnenkraftwerken benutzt man an Stelle der Spiegel Halbleiterbatterien. In ihnen wird die Energie unmittelbar in elektrischen Strom umgewandelt. Belegt man eine Fläche von 2 ha mit solchen Halbleiterbatterien, so lässt sich eine Leistung von ca. 2000 kW erbringen. Schon vor über 5000 Jahren leiteten die Ägypter mit komplizierten Spiegelsystemen Sonnenstrahlen durch weitverzweigte Gänge, um an Wänden in Grabkammern ihrer Könige weiterarbeiten zu können. Ein anderes Beispiel wäre die Verteidigung der Hafenstadt Syrakus, wo die Griechen die Strahlen der Sonne als Waffe gegen die Römer nutzten.

 

Copyright © 1999 Kristin Thierfelder