Geschichte Photovoltaik
Als Photovoltaik bezeichnet man die direkte Umwandlung von Sonnenenergie in elektrische Energie mittels Solarzellen. Ihre erste Anwendung fand die Photovoltaik bereits 1958 in der Stromerzeugung von Raumflugkörpern. Die Summe der als Licht und Wärme auf die Erdatmosphäre auftreffenden Sonnenenergie beträgt jährlich 1,5 × 1018 kWh; dies entsprach ca. dem 15.000-fachen des Energieverbrauchs der Menschheit im Jahre 2006 (1,0 × 1014 kWh/Jahr).
Der totale Lichtenergieeintrag durch die Sonne beträgt pro Jahr etwa 1,1 × 1018 kWh, unterliegt aber Dämpfungen wie bspw. Abschattung durch Wolken. Die verbleibende Strahlungsenergie kann durch Photovoltaik bspw. in Elektrizität oder durch Solarthermie in Warmwasser umgewandelt werden, ohne jegliche Entstehung von
schädlichen Nebenprodukten beispielsweise Kohlendioxid. Der Wellenlängenbereich der auftreffenden elektromagnetischen Strahlung reicht vom kurzwelligen, nicht sichtbaren Ultraviolett (UV) über den sichtbaren Bereich (Licht) bis weit in den langwelligeren infraroten Bereich (Wärmestrahlung) hinein.
Die photovoltaische Energiewandlung findet mit Hilfe von Solarzellen, die zu so genannten Solarmodulen verbunden werden, in Photovoltaikanlagen statt. Bei der Umwandlung wird der photoelektrische Effekt, der bereits im Jahre 1839 von dem französischen Physiker Alexandre Edmond Becquerel entdeckt wurde, genutzt. Auch bereits 1876 wurde durch William G. Adams und Richard E. Day dieser Effekt in einem Selenkristall nachgewiesen. Albert Einstein konnte 1905 den Photoeffekt erstmals richtig erklären, was 1921 zum Nobelpreis für Physik führte. 1954 schließlich wurden die ersten Siliziumzellen durch Daryl Chapin, Calvin Fuller und Gerald Pearson produziert, eine dieser ersten Photovoltaik Zellen erreichte bereits einen Wirkungsgrad von 6 Prozent. Das war die Geburtsstunde der Nutzung der Photovoltaik für die Menschheit.
Heute, bedingt durch sinkende Preise bei der Herstellung der Module, einiger Förderprogramme und dem Willen der Menschen ihren eigenen Strom umweltfreundlich selbst zu erzeugen gewinnt die Photovoltaik, aber auch die Solarthermie zusehends auch Bedeutung im privaten Heimbereich. Die Zukunft wird Photovoltaik Inselanlagen hervorbringen, die Speicherung der erzeugten Energie ist jetzt ein weiterer wichtiger Schritt zur sinnvollen Verwendung des durch Photovoltaik erzeugten Sonnenstromes. Energetisch unabhängige Eigenheime liegen in greifbarer Nähe. [Quelle: Wikipedia]
1.Sonnenenergie wird schon seit über 2.000 Jahren genutzt. Erstmals verwendete der griechische Mathematiker und Physiker Archimedes von Syrakus (285 – 212 v. Chr.) die erneuerbare Energie.
2.Der französische Physiker Alexandre Edmond Becquerel entdeckte im Jahr 1839 erstmals den photoelektrischen Effekt.
3.Die erste Solarzelle wurde im Jahr 1883 vom Amerikaner Charles Fritts gebaut. Die Leistungsfähigkeit der Zelle aus dem Halbleiterwerkstoff Selen war jedoch noch beschränkt: Liegt der Wirkungsgrad, also das Verhältnis von eintreffendem Licht und der daraus erzeugten Energie, heute bei 17 %, lag er damals bei gerade mal 1 %.
4.Der mittels einer Solarzelle erzeugte Strom wurde erstmals im Jahr 1958 genutzt. Damals wurde der Satellit Vanguard 1 ins All geschickt, der rundum mit Solarzellen ausgestattet war und aufgrund der guten Funktionalität dafür sorgte, dass die Forschung vorangetrieben wurde.
5.Der gesamte Energieverbrauch der Erde könnte problemlos gedeckt werden, wenn man nur 11 % der Sahara mit Solarzellen bebauen würde.
7.Würde die gesamte Sonneneinstrahlung, die auf der Erde eintrifft, genutzt und in Energie umgewandelt werden, so wäre 2.500-mal mehr Energie vorhanden, als von der gesamten Weltbevölkerung verbraucht wird. In der Bundesrepublik wäre der Bedarf um das 90-fache gedeckt.
8.Solarstromkraftwerke gelten als äußerst umweltbewusst - sie stellen noch nicht einmal eine Barriere für Tiere dar. In großflächigen Kraftwerken sind Schneisen vorhanden, um wandernden Tieren den Weg nicht zu versperren. Mittlerweile werden in den Kraftwerken sogar Biotope geplant.
6.Solarwärme oder Solarthermie ist nicht das Gleiche wie Photovoltaik. Während die Solarthermie Sonnenenergie in Wärme umwandelt und direkt genutzt werden kann, wird mittels Photovoltaik Energie gewonnen, die Strom erzeugt.
So lässt sich Solarthermie zum Beispiel privat nutzen, um die Warmwasserversorgung zu garantieren – die Energie aus Photovoltaikanlagen muss dagegen zunächst in einem Solarstromkraftwerk in elektrische Energie umgewandelt werden.
9.Sonnenenergie wird nicht nur bei strahlend blauem Himmel gewonnen: Auch bei bewölktem Himmel wird das Sonnenlicht aufgefangen und nutzbar gemacht.
10.Für Outdoor-Freunde, die öfter längere Zeit ohne Steckdose auskommen müssen, gibt es mittlerweile viele Möglichkeiten, Sonnenergie zu nutzen.
Zum Beispiel gibt es Akkuladegeräte, die durch Sonnenenergie funktionieren – mittlerweile gibt es sogar einen Rucksack, der mit Solarzellen ausgestattet ist, und somit bei längeren Touren die Stromversorgung garantiert.
solarflugzeug impulse fliegt auch bei nacht
Auf der Suche nach regenerativen Energiequellen ist die Solarenergie ganz vorn mit dabei. Doch bisher scheiterten die meisten Versuche serienreife Testversuche erfolgreich abzuschließen. Im Zusammenhang mit der Solarenergie gibt es noch diverse Faktoren, die bisher nicht gemeistert werden konnten.
Die Schweizer Bertrand Piccard und André Borschberg haben nun in einem einzigartigen Versuch vor Aufsehen gesorgt. Mit ihrem Solarflugzeug Impulse haben es die findigen Techniker erstmals geschafft, ein solarbetriebenes Flugzeug auch über Nacht fliegen zu lassen. Mehr als sieben Jahre investierte das Duo in das Projekt "Solar Impulse", das nun mit dem Tests des Solarflugzeuges HB-SIA einen sehr erfolgreichen Meilenstein setzte. Doch ist dieser Flug nicht mehr als ein Zwischenerfolg im Bereich der solarbetrieben Flugzeuge.
Die Technik steckt noch in den Kinderschuhen und ist nicht serienreif. Das Solarflugzeug Impulse wurde vollkommen darauf ausgelegt, genug Energie erzeugen und speichern zu können, so dass das Flugzeug auch über Nacht fliegen konnte. Über 12000 einzelne Sonnenkollektoren waren dafür nötig, die
auf den Tragflächen der Flügel angebracht wurden. Mit einer Spannweite von rund 64 Metern ist das solarbetriebene Fortbewegungsmittel nämlich so breit wie ein Airbus A340, der aber immerhin Platz für etwa 280 Personen bietet.
So weit ist man mit dem Solarflugzeug Impuls noch nicht. An Bord des HB-SIA hatte lediglich der Pilot Platz. Der restliche Platz des 1,6 Tonnen schweren Fluggerätes wurde für die Technik und vor allem für die Akkumulatoren benötigt. Die Solarzellen auf dem Flügeln sorgten nicht nur für den Antrieb des Flugzeuges, die luden auch die Batterien auf. Diese waren nötig, damit das Solarflugzeug Impulse mit den vier Motoren auch über Nacht in der Dunkelheit weiterfliegen konnte. Die Spitzengeschwindigkeit lag immerhin bei 70 Km/h. 26 Stunden dauerte der erste Flug des ersten Solarflugzeuges, das über Nacht fliegen konnte. Und nach Aussage der Erfinder speicherten die Akkus noch so viel Energie, das man sogar noch mehr als drei Stunden hätte weiterfliegen können oder Energieprobleme zu bekommen.
Quellen:
www.chip.de/news/Test-erfolgreich-Solar-Flugzeug-fliegt-auch-bei-Nacht_43738862.html
www.heise.de/newsticker/meldung/Erfolgreicher-Test-fuer-Solarflugzeug-1034757.html
www.klima-wandel.com/2010/07/09/solar-impulse-solarflugzeug-fliegt-tag-und-nacht-mehr-als-24-stunden/
