Solarenergie: Das solltest du über die Entstehung wissen
Tauchen Sie ein in die historische Entwicklung der Solarenergie, angefangen bei ihren Ursprüngen bis hin zur Revolution im Bereich der Solarstromerzeugung.
Das Wichtigste in Kürze
- Die Ursprünge der Solarenergie lassen sich bis in die Antike zurückverfolgen.
- Im Jahr 1953 wurden die ersten kristallinen Silizium-Solarzellen entwickelt.
Solarenergie oder Photovoltaik wird oft als innovative und nachhaltige Methode der Energieerzeugung des 21. Jahrhunderts betrachtet. Doch tatsächlich reicht ihre Geschichte bis in die Antike zurück. Bereits in frühen Zeiten nutzten die Menschen die Kraft der Sonne zum Heizen, Beleuchten und Kochen.
Historische Aufzeichnungen zeigen, dass die Nutzung von Sonnenenergie bis ins siebte Jahrhundert vor Christus zurückreicht, als Menschen Glaslupen verwendeten, um Feuer zu entfachen. Dabei wurde das Sonnenlicht auf brennbare Materialien konzentriert.
In der Bronzezeit wurden auch Spiegel aus polierter Bronze verwendet. Zum Anzünden von Fackeln und wurden im alten Ägypten zur Beleuchtung von Palastgärten verwendet.
Um 300 vor Christus nutzten Griechen und Römer die Sonnenenergie zur Beheizung von Bädern, Pools und anderen Gebäuden.
Becquerel und der fotoelektrische Effekt
Alexandre Edmond Becquerel war Spross einer französischen Wissenschaftlerdynastie. Sein Vater Antoine César hatte die Piezoelektrizität entdeckt. Sein Sohn Henri würde später für die Entdeckung der Radioaktivität den Nobelpreis für Physik gewinnen.
Zu Alexandres grössten Verdiensten gehörte die Entdeckung des fotoelektrischen Effekts – per Zufall. Er liess zwischen zwei Elektroden Strom fliessen. Dabei stellte er fest, dass der Strom stärker floss, wenn er ihn mit Licht bestrahlte. Diese Entdeckung diente später als Grundlage der Photovoltaik.
Der nächste Entwicklungsschritt in der Solarenergie fand erst 1873 in London statt. Dort entdeckte Willoughby Smith, dass das chemische Element Selen bei Belichtung seinen elektrischen Widerstand veränderte.
Solarenergie: Die erste Solarzelle war geboren
Der Physiker William Grylls Adams führte die Experimente mit Selen fort. Er konnte nachweisen, dass ein fester Stoff mithilfe des Sonnenlichtes elektrische Energie produzieren kann.
Auf dieser Basis stellte der New Yorker Erfinder Charles Fritts die erste Solarzelle überhaupt her. Allerdings taugte der Halbleiter Selen nicht wirklich viel für die Herstellung von Elektrizität. Hauptsächlich lieferte die Selenzelle Energie für Belichtungsmesser bei Fotoapparaten.
Silizium für die moderne Photovoltaik
Erst 1907 lieferte niemand geringer als Albert Einstein eine theoretische Erklärung für den von Becquerel entdeckten fotoelektrischen Effekt. Er wurde dafür 1921 mit dem Nobelpreis für Physik ausgezeichnet. Allerdings nutzte die schönste Theorie nichts, solange es keine sinnvollen Alternativen zu Selen als Halbleiter gab.
Diese wurde 1940 von einem amerikanischen Physiker namens Russell S. Ohl gefunden, der in den berühmten Bell Laboratories arbeitete. Er entdeckte hier Silizium bei Beleuchtung Strom mit einem Wirkungsgrad von sechs Prozent auf.
Dies klingt zunächst nach nicht viel, lag aber weit über dem Wirkungsgrad von ein bis zwei Prozent der Selenzellen. 1953 wurden in den Bell Laboratories die ersten kristallinen Silizium-Solarzellen entwickelt.
Mit Solarenergie ins All
Die Herstellung privater Photovoltaik-Anlagen spielte zu jener Zeit, in der fossile Brennstoffe üppig sprudelten, noch keine Rolle. Die damals noch unsagbar teuren Solarzellen wurden vor allem für die Raumfahrt produziert, die damals in den Kinderschuhen steckte. Unbemannte Satelliten erhielten so dauerhaft Strom, auch wenn niemand alle paar Monate eine Batterie austauschen konnte.
Ein Umdenken setzte erst mit der Ölkrise 1973 ein. Damals vervierfachte sich der Preis für ein Barrel Rohöl von drei US-Dollar auf zwölf US-Dollar. Nicht nur die fossile Energie wurde zunehmend kritisch gesehen.
Auch die damals noch stark geförderte Kernenergie fiel nach dem Reaktorunfall auf Three Mile Island im Jahr 1979 in Ungnade. So begann der Aufstieg der als sicher und sauber empfundenen Solarenergie.
Förderprogramme und allgemeine Akzeptanz
Die USA waren in den 1980er-Jahren mit einem Weltmarktanteil von 21 Prozent führend. Einer der Pioniere in Europa war der Schweizer Ingenieur Markus Real. Er baute von 1975 bis 1981 die Abteilung Solarkraftwerke am Eidgenössischen Reaktorforschungsinstitut (EIR) auf.
Nach ersten Experimenten im sonnigen Spanien installierte er im November 1979 eine Solaranlage auf dem Geräteschuppen vor der Kantine. Hier speiste er erstmals Solarenergie in ein europäisches Stromnetz ein. Später gründete der Pionier die Edisun Power AG in der Schweiz. Er wurde zudem mit dem Solarpreis der Schweiz und dem EIC Award ausgezeichnet.
Nachfrage nach Solarenergie drastisch angestiegen
Auch andere Länder legten Förderprogramme auf. Darunter Deutschland mit dem sogenannten 100'000-Dächer-Programm, mit dem bis Ende 2003 hunderttausend Privathaushalte erreicht werden sollte. Später ging das Programm in das Erneuerbare-Energie-Gesetz (EEG) über.
Mittlerweile haben sich Angebot und Nachfrage umgedreht. Die Nachfrage ist nicht zuletzt aufgrund drastisch höherer Energiepreise rasant gestiegen. Interessenten müssen oft Monate auf eine Photovoltaikanlage warten.
