Sonnenenergie – Kostenlos Strom und Wärme erzeugen mit der Kraft der Sonne


Die Sonne ist eine nach menschlichen Maßstäben unerschöpfliche und vor allem saubere Energiequelle. Kein Wunder also, dass Sonnenenergie als großer Hoffnungsträger der Energiewende gilt. Doch wie kann ich die Kraft der Sonne eigentlich für mein Zuhause nutzen? Und lohnt sich das in Deutschland überhaupt? Hier erfahren Sie es.

Haus mit Photovoltaikanlage auf dem Dach  hinter Sträuchern und Bäumen

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Sonnenenergie – Was ist das überhaupt?

Unter Sonnen- beziehungsweise Solarenergie versteht man die Energie der Sonnenstrahlung, die auf der Erde in Form von Strom oder Wärme genutzt werden kann. Dass überhaupt Sonnenstrahlen bis zu uns gelangen, liegt am Kernfusionsprozess, der seit nunmehr 4,5 Milliarden Jahren im Inneren der Sonne abläuft. Bei der Kernfusion verschmelzen Wasserstoffatome unter enorm hohem Druck zu Helium; als Nebenprodukt wird Energie freigesetzt. Diese Energie gelangt dann in Form von elektromagnetischer Strahlung zu uns auf die Erde.

Expert*innen gehen davon aus, dass uns die Energie der Sonne noch für etwas mehr als eine Milliarde Jahre zur Verfügung stehen wird. Das macht Sonnenenergie, zumindest nach unseren menschlichen Maßstäben, zu einer unendlichen Energiequelle

Wie kann ich die Energie der Sonne nutzen?

Sonnenenergie bildet die Grundlage beinahe all unserer irdischen Energiequellen. Selbst fossile Brennstoffe wie Öl oder Erdgas würden ohne die Energie der Sonne heute nicht existieren. Gleichzeitig sind aber auch regenerative Energieformen wie Wind- und Wasserkraft auf die stete Strahlung der Sonne angewiesen. All diese Arten von Sonnenenergie fasst man dabei unter dem Begriff der indirekten oder passiven Sonnenenergie zusammen.

Dem gegenüber steht die direkte Nutzung der Sonnenstrahlung. Hier wird vor allem zwischen der Gewinnung von elektrischer und thermischer Energie unterschieden:

Photovoltaik – Strom aus Sonnenenergie

Photovoltaik ist in aller Munde und mittlerweile sind Photovoltaikanlagen auf immer mehr Hausdächern, Freiflächen und Balkonen zu finden. Und das aus gutem Grund: Mithilfe von Photovoltaikmodulen lässt sich Sonnenlicht nämlich kosten- und emissionsfrei in elektrische Energie, sogenannten Solarstrom, umwandeln. Dieser Strom kann dann entweder direkt im Haus zum Betrieb elektronischer Geräte genutzt, oder aber gegen eine feste Vergütung ins öffentliche Stromnetz eingespeist werden. So oder so senken Sie in beiden Fällen sowohl Ihre jährlichen Stromkosten als auch Ihren persönlichen CO₂-Fußabdruck. Kein Wunder also, dass Strom aus Sonnenenergie immer beliebter wird.

Solarthermie – Wärme aus Sonnenenergie

Eine weitere populäre Möglichkeit, Sonnenenergie zu nutzen, sind solarthermische Anlagen. Hier wird die Energie der Sonne nicht in Strom, sondern in Wärme umgewandelt. Dies geschieht mithilfe sogenannter Solarkollektoren, in denen Wasser durch die Strahlung der Sonne erhitzt und von dort aus an den Heizkreislauf des Gebäudes abgegeben wird. Gerade im Sommer können Hausbesitzer*innen so fast ihren gesamten Bedarf an Warmwasser decken. Im Winter, wenn die Sonne wenig bis gar nicht scheint, arbeiten solarthermische Anlagen hingegen nicht wirklich effektiv. Aus diesem Grund wird Solarthermie in der Regel nur als Ergänzung zu einem vollwertigen Heizsystem verbaut.

Die Ökobilanz von Sonnenenergie

Sonnenenergie entsteht durch Kernfusion im Inneren der Sonne. Neben der Energie, die in Form von Strahlung zur Erde gelangt, entsteht bei der Kernfusion lediglich Helium. Soll heißen: Die Energie der Sonne ist völlig emissionsfrei und erneuerbar. Dasselbe gilt jedoch (noch) nicht für den Solarstrom, den wir auf der Erde mithilfe von Photovoltaikanlagen erzeugen. Das liegt daran, dass für die Produktion von Photovoltaikmodulen erst einmal Energie aufgewandt werden muss. Da diese aktuell noch zu großen Teilen aus fossilen Brennstoffen kommt, liegt die Ökobilanz von Solarstrom derzeit nicht bei null, sondern bei 50 Gramm CO₂ pro Kilowattstunde. Damit stößt Sonnenenergie, genauer gesagt Solarstrom, allerdings immer noch nur ein Zehntel der Emissionen eines Erdgaskraftwerkes aus. Bei Braun- und Steinkohle ist die Differenz sogar noch größer.

CO2-Ausstoß von Energiequellen in Gramm pro kWh

Wie hoch ist die Sonneneinstrahlung in Deutschland?

Theoretisch liefert die Sonne jeden Tag so viel Energie, dass die Menschheit damit ihren gesamten Energiebedarf für ein ganzes Jahr decken könnte. Wie hoch das tatsächliche Potenzial von Sonnenenergie am Ende ausfällt, hängt jedoch auch maßgeblich von der Menge und Stärke der Sonneneinstrahlung sowie den Anlagen zur Energieumwandlung (z. B. Photovoltaikanlagen) vor Ort ab. 

Die Stärke der Sonneneinstrahlung – auch Globalstrahlung genannt – wird dabei in Kilowattstunden pro Quadratmeter gemessen. In der Nähe des Äquators, wo die Strahlung der Sonne am intensivsten ist, sind Werte von bis zu 2.500 kWh/m2 möglich. Hierzulande, wo die Kraft der Sonne deutlich gemäßigter ist, liegt die Globalstrahlung zwischen ca. 1.300 Kilowattstunden im Süden und ca. 1.000 Kilowattstunden im Norden. 

Mindestens genauso wichtig wie die Intensität ist auch die absolute Menge der Sonneneinstrahlung. Dieser Wert, der üblicherweise in Sonnenstunden pro Monat angegeben wird, schwankt sowohl geografisch als auch über den Jahresverlauf hinweg. So ist das solare Potenzial hierzulande vor allem in den sonnenreichen von April bis September besonders hoch; in den letzten Jahren konnte aber auch im März und im Oktober zunehmend mehr Solarstrom produziert werden. Und keine Sorge, auch in den Wintermonaten kann die Photovoltaikanlage noch eine nennenswerte Menge Solarstrom produzieren.

Grafische Darstellung der Sonnenstunde in Deutschland von Mai 2021 bis Mai 2022
Monatliche Sonnenstunden in Deutschland von Mai 2021 bis Mai 2022

Die Vor- und Nachteile der Sonnenenergie

Sonnenenergie hat zahllose Vor- und nur wenige echte Nachteile. So steht uns die Energie der Sonne zum einen grenzenlos und völlig kostenfrei zur Verfügung, während die Umweltbelastung bei Solarstrom vergleichsweise gering ausfällt. Zudem kann Sonnenenergie gleichermaßen zur Strom- wie zur Wärmegewinnung genutzt werden. Einziges Manko: Der Ertrag von Photovoltaik- und Solarthermieanlagen schwankt über den Tages- sowie den Jahresverlauf hinweg. Durch die Nutzung eines Solarstromspeichers können Sie diesem Nachteil allerdings ganz einfach entgegenwirken.

VorteileNachteile
Die Sonne ist eine nahezu unerschöpfliche EnergiequelleDie Sonne ist eine nahezu unerschöpfliche Energiequelle
Der Ertrag von PV und Solarthermie ist von Faktoren wie der Tages- und Jahreszeit sowie dem Wetter abhängig
Sonnenenergie ist im Grunde überall auf der Welt verfügbar
Solarstrom hat vergleichsweise geringe CO₂-Emissionen
Sonnenenergie kann sowohl in Strom als auch in Wärme umgewandelt werden

Lohnt sich Sonnenenergie für mein Zuhause?

Die Sonne ist seit jeher die wichtigste Energiequelle der Menschheit. Ohne sie wäre das Leben auf der Erde, so wie wir es heute kennen, nicht möglich. Ein Glück also, dass wir uns theoretisch noch mindestens eine Milliarde Jahre auf die Energie der Sonne verlassen können. Gerade zwei Formen zur direkten Nutzung von Sonnenenergie haben dabei in den vergangenen Jahren rasant an Beliebtheit gewonnen: Photovoltaik und Solarthermie.

Insbesondere Photovoltaik – also die Erzeugung von Strom aus Sonnenlicht – gilt dabei als eine der wichtigsten Energieformen der Zukunft; auch für private Haushalte. Das liegt vor allem daran, dass Solarstrom besonders kostengünstig und emissionsarm produziert werden kann. Zudem lassen sich Solarmodule eben nicht nur auf Freiflächen, sondern auch auf Hausdächern und an Balkonen montieren. So können auch Sie als Hausbesitzer*in ganz einfach und direkt von der Energie der Sonne profitieren und so Ihre Stromkosten langfristig und nachhaltig senken.

Auf Sonnenenergie umsteigen und Stromkosten senken

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