Unter Solar- oder Sonnenenergie versteht man die Energie der Sonne, ihr Licht und ihre Wärme, die der Mensch bereits seit der Antike mit Hilfe unterschiedlicher Technologien nutzt. Die Sonnenstrahlung gehört neben sekundären Sonnenenergiequellen wie Wind, Wellenenergie und Biomasse zu den am häufigsten verfügbaren erneuerbaren Energiequellen auf der Erde. Nur ein kleiner Teil der verfügbaren Sonnenenergie wird genutzt.

Solar oder Sonne Energie ist die Energie der Sonne, ihr Licht und ihre Wärme, die die Menschen seit der Antike mit Hilfe verschiedener Technologien genutzt haben. Die Sonnenstrahlung gehört neben sekundären Sonnenenergiequellen wie Wind, Wellenenergie und Biomasse zu den am häufigsten verfügbaren erneuerbaren Energiequellen auf der Erde. Nur ein kleiner Teil der verfügbaren Sonnenenergie wird genutzt. Solarenergie erzeugt Strom durch Wärmekraftmaschinen oder Photovoltaikanlagen. Nach der Umwandlung sind seine Einsatzmöglichkeiten nur durch den menschlichen Einfallsreichtum begrenzt. Zu den Solarsystemen gehören unter anderem die Raumheizung und -kühlung durch Solararchitektur, die Trinkwassergewinnung durch Destillation und Desinfektion, thermische Energie zum Kochen sowie Hochtemperatur-Prozesswärme für industrielle Zwecke. Solartechnologien werden im Allgemeinen als passive oder aktive Solarenergie charakterisiert, je nach Methode der Sammlung, Umwandlung und Verteilung des Sonnenlichts. Bei aktiven Solartechniken werden Photovoltaikzellen und thermische Solarkollektoren (mit elektrischer oder mechanischer Ausrüstung) verwendet, um Sonnenlicht in nutzbare Ausgangseinheiten umzuwandeln. Zu den passiven Solartechniken gehören die Ausrichtung des Gebäudes zur Sonne, die Auswahl von Materialien mit günstigen thermischen oder Lichtstreuungseigenschaften und die Gestaltung von Räumen, in denen die Luft natürlich zirkuliert.

Über Solarenergie

Die Sonne fungiert als Fusionsreaktor und wandelt pro Sekunde etwa 600 Millionen Tonnen Wasserstoff in Helium um. Dabei wird eine enorme Energiemenge freigesetzt, die in Form von elektromagnetischer Strahlung, Licht, Wärme, Röntgenstrahlung und anderen Strahlungsarten in den Weltraum abgegeben wird. Von den insgesamt 3,8×1026 W Energie, die die Sonne in den Weltraum abstrahlt, empfängt die Erde 1,7×1017 W (174 PW). Etwa 301 TP3T der empfangenen Energie werden von der Erde in den Weltraum zurückreflektiert, etwa 471 TP3T bleiben als Wärme erhalten, etwa 231 TP3T gelangen in den Wasserkreislauf der Natur, während der Rest für die Photosynthese „aufgebraucht“ wird. Die Erdoberfläche, die Atmosphäre und die Ozeane absorbieren Sonnenstrahlung, was ihre Temperatur erhöht. Warme, mit Wasserdampf angereicherte Luft aus dem Ozean steigt auf und verursacht eine atmosphärische Zirkulation oder Konvektion. Wenn die Luft große Höhen erreicht, in denen die Temperatur niedrig ist, kondensiert Wasserdampf zu Wolken, aus denen Regen auf die Erdoberfläche fällt, wodurch der Wasserkreislauf geschlossen wird. Die latente Wärme der Kondensation von Wasser erhöht die Konvektion und erzeugt atmosphärische Phänomene wie Wind, Zyklone und Hochdruckgebiete. Das vom Meer und vom Land absorbierte Sonnenlicht sorgt für eine Oberflächentemperatur von 14 °C. Durch Photosynthese wandeln grüne Pflanzen Sonnenenergie in chemische Energie um, die Nahrungsmittel, Holz und Biomasse produziert, aus der fossile Brennstoffe gewonnen werden. Die gesamte von der Erdatmosphäre, den Ozeanen und dem Land absorbierte Sonnenenergie beträgt etwa 3.850.000 EJ (Exaoule) pro Jahr. Im Jahr 2002 wurde in einer Stunde mehr Energie verbraucht, als die Welt in einem Jahr verbraucht hat. Die Photosynthese macht in der Biomasse etwa 3.000 EJ pro Jahr aus. Die Menge an Sonnenenergie, die die Oberfläche des Planeten erreicht, ist enorm. Sie ist so groß, dass sie in einem Jahr doppelt so groß ist wie die Gesamtmenge, die die Erde aus allen nicht erneuerbaren Quellen wie Kohle, Öl, Erdgas und abgebautem Uran jemals produzieren wird.

Anwendung der Solarenergie

Unter Solarenergie versteht man in erster Linie die Nutzung der Sonnenstrahlung für praktische Zwecke. Alle erneuerbaren Energien, mit Ausnahme der Erdwärme und der Gezeiten, beziehen ihre Energie von der Sonne. Solartechnologien werden im Allgemeinen als passiv oder aktiv charakterisiert, je nachdem, wie sie Sonnenlicht sammeln, umwandeln und verteilen. Aktive Solartechniken nutzen Photovoltaikmodule und Pumpen, um Sonnenlicht in nutzbare Energie umzuwandeln. Zu den passiven Solartechniken gehören: