Was hat Nachhaltigkeit mit erneuerbaren Energien zu tun?
Nachhaltigkeit ist eng mit der Nutzung erneuerbarer Energien verbunden. Die Idee hinter den erneuerbaren Energieformen zielt darauf ab, die Umweltbelastung zu minimieren und Ressourcen so zu nutzen, dass sie hoffentlich auch für zukünftige Generationen verfügbar bleiben. So nutzen diese Energieformen sich regenerierende Ressourcen, die kein absehbar endliches Vorkommen haben, wie die klassischen fossilen Brennstoffe. Ein weiterer Aspekt ist die Reduzierung der Treibhausgasemissionen. Durch weniger Treibhausgas kann eine Verringerung der globalen Erwärmung und des Klimawandels herbeigeführt werden. Im Zuge der erneuerbaren Energie fällt auch oft das Wort Energieeffizienz.
Was sind Photovoltaikanlagen?
Photovoltaikanlagen, oft einfach als PV-Anlagen bezeichnet, sind Systeme, die Sonnenlicht direkt in elektrische Energie umwandeln. Dies geschieht mithilfe von Solarzellen, die aus Halbleitermaterialien wie zum Beispiel Silizium bestehen. Der Prozess der Umwandlung von Licht in Strom wird als Photovoltaik bezeichnet. Möchtest du mehr über Photovoltaikanlagen erfahren? Hier geht es zum Profi:
Eine Photovoltaikanlage besteht aus verschiedenen Komponenten, wovon die folgenden die wesentlichen Komponenten sind:
Solarzellen: Das Herzstück jeder PV-Anlage sind die Solarzellen. Sie sind typischerweise in größeren Einheiten, den sogenannten Solarmodulen, zusammengefasst. Solarzellen bestehen aus Halbleitermaterialien, die so beschaffen sind, dass sie bei Einstrahlung von Licht Elektronen freisetzen, wodurch elektrische Ströme entstehen.
Solarmodule: Mehrere Solarzellen werden zu einem Solarmodul zusammengefasst. Diese Module sind das, was man üblicherweise auf Dächern oder in Solarparks sieht und sie sind dafür verantwortlich, Sonnenlicht aufzufangen und in eine nutzbare Form von Elektrizität umzuwandeln.
Wechselrichter: Die von Solarmodulen erzeugte elektrische Energie ist Gleichstrom (DC). Die meisten Haushalte und elektrischen Netze arbeiten jedoch mit Wechselstrom (AC), daher ist ein Wechselrichter notwendig, um den Gleichstrom in Wechselstrom umzuwandeln.
Montagesysteme: Diese Strukturen halten die Solarmodule in der optimalen Position zur Sonne, was entscheidend für die Maximierung der Energieproduktion ist. Montagesysteme können auf Dächern, am Boden oder sogar auf Tracker-Systemen, die den Sonnenlauf nachverfolgen, installiert sein.
Verkabelung und elektrische Komponenten: Verkabelungen verbinden die Module mit Wechselrichtern und letztlich mit dem Stromnetz. Weitere elektrische Komponenten wie Sicherungen und Schutzschalter sorgen für Sicherheit und Effizienz der Anlage.
Energiemanagementsystem: Moderne PV-Anlagen können mit einem Managementsystem ausgestattet sein, das die Produktion und Verteilung der Energie überwacht und steuert, um die Effizienz zu maximieren und die Energie nach Bedarf zu nutzen oder ins Netz einzuspeisen.
Erneuerbare Energiequelle
Sicherlich ist das nichts unbekanntes, aber zur Verdeutlichung, Sonnenlicht ist eine nahezu unerschöpfliche Ressource. Sie kann im Gegensatz zu fossilen Brennstoffen wie Kohle, Öl und Gas nicht in absehbarer Zeit versiegen. Die Nutzung von Sonnenenergie reduziert unsere Abhängigkeit von diesen begrenzten und umweltschädlichen Energiequellen. Denn der Lebenszyklus der Sonne beträgt mehrere Milliarden von Jahren. Die Sonne befindet sich aktuell ungefähr in der Mitte ihres Lebenszyklus, sie ist circa 4,6 Milliarden Jahre alt, und sie fusioniert Wasserstoff zu Helium.
Reduzierung von Treibhausgasen
Im Vergleich zu den fossilen Brennstoffen, produzieren Photovoltaikanlagen während des Betriebs keine Treibhausgase wie Kohlendioxid, was zur Verzögerung der globalen Erwärmung und des Klimawandels beiträgt. Dies steht im Gegensatz zur Energiegewinnung aus fossilen Brennstoffen, die erhebliche Mengen an CO2 und anderen schädlichen Emissionen freisetzen. Sobald eine Photovoltaikanlage installiert ist, kann sie dazu beitragen die eigene Energieversorgung nachhaltig zu entlasten und die eigene, unabhängige Stromversorgung erhöhen.
Energieeffizienz
Die Technologie der Photovoltaik hat sich in den letzten Jahren deutlich verbessert. Moderne Solarzellen sind effizienter in der Umwandlung von Sonnenlicht in Strom, was die Energiebilanz der PV-Anlagen verbessert.
So wird es immer lukrativer auf die Solartechnik zu setzen und in eine solche Anlage zu investieren. Hier finden sich mehr Informationen über effiziente PV-Anlagen:
Lokale Energieerzeugung
PV-Anlagen können direkt auf den Dächern von Wohnhäusern, Firmengebäuden oder auf Freiflächen installiert werden. Dies verringert den Bedarf an langen Transportwegen für Energie und reduziert die Verluste, die bei der Übertragung über weite Strecken entstehen. So können verschiedenste Flächen effizienter genutzt werden, was sich zum Beispiel für Firmen lohnt, die große Flächen an Dächern haben, die so zur langfristigen Kosteneinsparung genutzt werden können.
Langlebigkeit und Wartungsarmut
Im Vergleich zu anderen Energieerzeugungssystemen benötigen Solarpanels wenig Wartung und dennoch eine lange Lebensdauer (oft über 25 Jahre). Hier zeigt sich auch nochmals, wie ressourcenschonend und effizient diese Anlagen sind. Das führt zu einer deutlichen Reduzierung der laufenden Betriebskosten und der Umweltbelastung über die Lebensdauer der Anlage hinweg bei.
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Weiterführende Literatur
Für weitere Informationen über erneuerbare Energien können die folgenden Quellen zu Rate gezogen werden, wobei nicht alle Quellen auf Deutsch sind:
Internationale Energieagentur (IEA) - Die IEA bietet umfassende Daten und Berichte zu allen Aspekten der globalen Energie, einschließlich spezifischer Analysen zu erneuerbaren Energien. Ihr jährlicher „World Energy Outlook“ ist eine hervorragende Ressource für aktuelle Trends und zukünftige Prognosen.
Webseite: IEA - Renewables
Renewable Energy Policy Network for the 21st Century (REN21) - REN21 veröffentlicht jährlich den „Global Status Report“, der einen detaillierten Überblick über den globalen Fortschritt erneuerbarer Energien und deren politische Entwicklungen bietet.
Webseite: REN21 - Publications
Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) - Der IPCC veröffentlicht regelmäßig Berichte, die den Zusammenhang zwischen erneuerbaren Energien und Klimawandel untersuchen. Diese Berichte sind eine wichtige Ressource für wissenschaftlich fundierte Informationen über die Umweltauswirkungen und den Nutzen erneuerbarer Energien.
Webseite: IPCC Reports
U.S. Energy Information Administration (EIA) - Die EIA bietet detaillierte statistische Daten zu Energieproduktion und -verbrauch in den USA, einschließlich spezifischer Informationen zu verschiedenen Formen erneuerbarer Energien.
Webseite: EIA - Renewable & Alternative Fuels
World Wildlife Fund (WWF) - Der WWF veröffentlicht regelmäßig Materialien und Berichte zur Förderung erneuerbarer Energien im Kontext des Umweltschutzes und der nachhaltigen Entwicklung.
Webseite: WWF - Renewable Energy
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK): Hier gibt es Ressourcen zur Energiepolitik, Förderprogramme für erneuerbare Energien und aktuelle Nachrichten über Entwicklungen in der Energiebranche in Deutschland.
Webseite: BMWK Energie
Klimafakten.de ist eine Seite, die sich mit dem Thema Klimakommunikation beschäftigt und die alle Fakten rund um das Thema Klima und Klimawandel gesammelt haben und diese auf ihrer Seite präsentieren. Denn auch wie wir über Klima und Klimawandel kommunizieren trägt dazu bei, wie wir jetzt und in Zukunft dieses immens wichtige Thema angehen.
Webseite: Klimafakten.de