Die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen bringt viele Probleme mit sich, von Schäden an der Erde bis hin zur Verschmutzung der Atmosphäre und des Wassers. Solarenergie bietet Strom, ohne dass fossile Brennstoffe verbrannt werden müssen. In seiner Grundform benötigt es kein Verteilnetz, weil es vom Himmel herabkommt. Es wird intensiv als Stromquelle weiterentwickelt, aber manchmal können seine Anwendungen viel kleiner und einfacher sein.
Solarenergie bietet viele Vorteile
Solarenergie bietet sauberen Strom. Es birgt kein Risiko einer nuklearen Freisetzung, aber es ist tatsächlich eine Freisetzung von Strahlung, von der nur ein Teil sichtbares Licht ist. Es kann auf jede Größe und Komplexität skaliert werden, von der Erwärmung eines Raums durch ein Fenster bis hin zur Stromversorgung eines Stromnetzes.
Die Union of Concerned Scientists listet zahlreiche Vorteile auf, angefangen damit, dass Sonnenenergie unerschöpflich und kostenlos ist. Die Attraktivität der Solarstromerzeugung hängt von der Wirtschaftlichkeit der Investitionen in Ausrüstung und dem Kostenwettbewerb durch fossile Brennstoffe ab. Scientific American schätzt, dass die Kosten für Solarstrom bis 2018 oder 2020 unter die aktuellen durchschnittlichen Stromkosten fallen.
Gemeinsame Methoden zur Gewinnung von Sonnenenergie
Die Strahlungswärme der Sonne wird leicht durch einfache Glasgewächshäuser und durch Wohnfenster erfasst. "Konzentrierte" Sonnenenergie verwendet riesige Spiegelanordnungen, um das Sonnenlicht auf einen zentralen Turm zu fokussieren, der Wasser erhitzt, um Dampf zu erzeugen, der zur Stromerzeugung verwendet werden kann.
Photovoltaik (PV)-Zellen wandeln Sonnenlicht durch den photoelektrischen Effekt direkt in Elektrizität um. Die NASA beschreibt, wie die Siliziumhalbleiter in den Zellen Energie aus den Photonen des Sonnenlichts einfangen, die Elektronen im Halbleiter verdrängen und einen Strom erzeugen. Gruppen von Zellen bilden Module, und Module verbinden sich zu größeren Arrays. Diese können so konfiguriert werden, dass sie eine beliebige Kombination von Spannung und Strom erzeugen.
Große und kleine Solarenergieanwendungen
Die U.S. Energy Information Administration definiert "Utility-Scale"-Solaranlagen als solche, die mindestens ein Megawatt Strom erzeugen. Kalifornien führt die Vereinigten Staaten bei der Solarenergieproduktion an; 2013 stammten 1,9 Prozent des kalifornischen Stroms aus Solarenergie, und bis 2014 verdoppelte sich die Zahl auf 5 Prozent. Die US-amerikanische EIA beziffert die Produktion des Landes an Photovoltaik-Solarstrom auf 16.000 Megawattstunden (MWh) im Jahr 2005 und steigt auf 15.874.000 MWh im Jahr 2014. Auch kleine Anwendungen von Solarenergie erweisen sich als nützlich, wie die 5-Watt-Einheiten, die auf der Ohio Highway Patrol installiert sind installed Cruiser, um elektronische Geräte an Bord anzutreiben, ohne den Motor des Autos laufen zu lassen, wodurch fossile Brennstoffe eingespart werden und Lebensdauer der Batterie.
Eine Vielzahl von Solarstromanwendungen
Schätzungen der Vereinten Nationen zufolge können in vielen Klimazonen 50 bis 75 Prozent des Warmwasserbedarfs eines Haushalts durch Solarthermieanlagen gedeckt werden. Kleine eigenständige PV-Einheiten können Warnschilder am Straßenrand oder sogar Landschaftsbeleuchtung mit Strom versorgen, aber da sie vom Netz getrennt sind, benötigen sie Batterien, um Strom zu speichern, wenn kein Sonnenlicht verfügbar ist. Solarstromanlagen für Wohngebäude werden in der Regel als Backup an das Stromnetz angeschlossen und haben den Vorteil, dass der Eigentümer überschüssigen Strom verkaufen kann, abhängig von den Vorschriften des lokalen Stromanbieters.