Sonnenenergie kommt von der Sonne. Es steuert das Wetter und ernährt Pflanzen auf der Erde. Genauer gesagt bezieht sich Solarenergie auf die Technologie, die es Menschen ermöglicht, die Energie der Sonne für menschliche Aktivitäten umzuwandeln und zu nutzen. Ein Teil der Sonnenenergie ist thermisch, das heißt, sie liegt in Form von Wärme vor. Einige Ansätze zur Solarenergie wandeln die Sonnenenergie in Wärme um, bei anderen Ansätzen hilft Wärme jedoch überhaupt nicht. Es gibt auch andere Definitionen von thermischer Energie, die mit der Sonne überhaupt nichts zu tun haben.
Wärmeenergie
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Das Wort „thermisch“ leitet sich vom griechischen Wort für Wärme ab, also ist thermische Energie technisch gesehen Wärme. Wenn Ingenieure über thermische Energie sprechen, ist das normalerweise eine schlechte Sache – Verschwendung. Zum Beispiel gibt eine Glühbirne Licht ab, aber sie gibt tatsächlich mehr Wärme als Licht ab. Wenn Ihr Laptop Ihren Schoß erwärmt, hilft Ihnen das nicht bei der Berechnung – es ist Energieverschwendung. Diese verschwendete Energie ist fast überall – Automotoren, Mobiltelefone, Fernseher. Diese Form der thermischen Energie hat nichts mit der Sonne zu tun.
Geothermische Energie
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Unter der Erdoberfläche liegen Becken aus geschmolzenem Gestein. Dieses überhitzte Gestein trägt eine große Menge an Energie, und die Geothermie versucht, diese Energie zu extrahieren und in nützliche Formen umzuwandeln. Konkret schickt die gebräuchlichste Form der Geothermie eine Flüssigkeit in die Erde, lässt sie mit heißem Gestein interagieren und zieht die erhitzte Flüssigkeit zurück an die Oberfläche. Diese Wärme wird verwendet, um eine Turbine anzutreiben, die Kilowatt Strom erzeugt. Obwohl dies eine gute Form der thermischen Energie ist, sind die ultimative Quelle dieser Wärme radioaktive Materialien im Erdkern, die nichts mit der Sonne zu tun haben.
Solarenergie
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Es gibt zwei allgemeine Ansätze zur Gewinnung von Energie aus Sonnenlicht. Der erste Ansatz heißt Photovoltaik. Beim photovoltaischen Ansatz wird Sonnenlicht in einem Halbleitermaterial eingefangen und der Halbleiter überträgt diese Energie direkt in seine Elektronen. Wenn die Elektronen herausgezogen und durch einen Stromkreis geschickt werden, liefern sie direkt elektrische Energie. Solange die Sonne scheint, kommt der Strom raus. Die meisten Sonnenkollektoren funktionieren besser, wenn sie kühler sind. Wenn sie also zu viel Wärmeenergie der Sonne sammeln, ist dies ein Problem. Dies ist Sonnenenergie, die keine thermische Energie ist.
Solarthermie
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Der andere Ansatz zur Gewinnung von Energie aus Sonnenlicht ist die Solarthermie. Bei der Solarthermie wird Sonnenlicht genutzt, um eine Flüssigkeit zu erhitzen. Dies geschieht entweder, indem Rohre zentriert über langen Reihen von Parabolrinnenspiegeln verlegt werden, die das Sonnenlicht auf die Rohre fokussieren, oder indem ein ganzes Spiegelfeld auf einen großen Tank gerichtet wird. Bei diesem Ansatz besteht die ganze Idee darin, so viel Sonnenenergie wie möglich zu nutzen und in Wärme umzuwandeln. Bei beiden Ansätzen erwärmt sich die Flüssigkeit in den Behältern und wird dann verwendet, um direkt oder indirekt eine Turbine zur Stromerzeugung anzutreiben. Bei sorgfältiger Planung hält eine Solarthermieanlage die Flüssigkeit heiß genug, um nach Sonnenuntergang mehrere Stunden lang Strom zu produzieren. Dies ist ein Fall, bei dem die gesamte Wärmeenergie von der Sonne produziert wird – was bedeutet, dass Wärmeenergie und Sonnenenergie in diesem Fall genau dasselbe sind.
