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Im letzten Artikel der Artikelserie «Erneuerbare Energien» haben wir gesehen, dass die Wasserkraft in der Schweiz eine gut ausgeschöpfte Energiequelle ist. Anders sieht es bei der Sonnenenergie aus: Das Potenzial von Solarenergie ist riesig. Da die Sonne eine unbegrenzte Energiequelle darstellt, könnten grundsätzlich 100% des Schweizer Stroms und Warmwassers über Photovoltaik- und Solarwärmeanlagen produziert werden. Rund 85’000 Solaranlagen gab es im Jahr 2018 in der Schweiz. Diese können bis zu 500'000 Familienhaushalte ein Jahr lang mit Strom versorgen. Trotzdem liegt der Anteil der Solarstromproduktion am Stromverbrauch der Schweiz bei nur 4.5%. Die Schweiz liegt mit dieser Zahl weit hinter den Giganten USA und China. Aber auch Deutschland und Italien weisen einen fast doppelt so grossen Anteil der Sonnenenergie am gesamten Stromverbrauch auf.
Licht, Wärme und Strom
Die Nutzung der Sonnenenergie ist vielfältig und kann in eine aktive oder passive Verwendung eingeteilt werden. Bei der passiven Form wird die Energie indirekt durch bauliche Massnahmen gewonnen. Spezielle Fenster und Verglasungen werden mit einer energetisch optimalen Ausrichtung in Gebäude eingebaut, damit die natürliche Sonneneinstrahlung in Form von Wärme oder Lichtenergie bei möglichst jedem Sonnenstand und in jeder Saison ausgeschöpft werden kann.
Die aktive Sonnenenergienutzung hingegen erfolgt mittels Solartechnologien. Mit Solarmodulen, das heisst mit Photovoltaik, wird Strom produziert, während Solarkollektoren für die Warmwasser-Produktion oder die Unterstützung von Heizungen zuständig sind. Beide Technologien können so verbaut werden, dass sie gleichzeitig als Witterungsschutz, zur Beschattung, als Absturzsicherung, als Schallschutz oder einfach als Gestaltungselement dienen.
Photovoltaik (PV)
Photovoltaikanlagen können die Sonnenstrahlung mittels Solarzellen direkt in elektrische Energie umwandeln. Im Betrieb fallen somit keine klimarelevanten Emissionen an, allerdings müssen die CO2-Emissionen der Rohstoffgewinnung, der Produktion und des Transports der Solarpanels in die diesbezügliche Berechnung einfliessen. Unterschiedlichen Berechnungen zufolge fallen per produzierter Kilowattstunde Solarstrom zwischen 50 und 90 Gramm CO2eq-Emissionen an; im Vergleich dazu sind es etwa beim Erdgas um die 450 Gramm. Immer mehr Länder setzten weltweit auf diese Technologie, was in den letzten Jahren zu einem exponentiellen Zuwachs führte. Die dadurch begünstigte technische Innovation resultierte in ständig verbesserten Emissionswerten und einem beträchtlichen Preiszerfall.
Meist werden PV-Anlagen durch Netzverbundanalgen an das öffentliche Stromnetz angeschlossen. Durch diese Verbindung kann sichergestellt werden, dass zu jedem Zeitpunkt genügend Verbraucher vorhanden sind, welche den Solarstrom sofort nutzen. Es wird daher keine lokale Zwischenspeicherung benötigt.
Eine PV-Anlage kann jedoch auch autark als Inselanlage betrieben werden. Dies ist eine kostengünstige Alternative zur Erschliessung abgelegener Verbraucher wie Berghütten und Ferienhäuser über Stromleitungen. Diese Anlagen haben daher eine Batterie, sodass auch nachts und bei bewölktem Himmel Strom zur Verfügung steht. Solche Stromspeicher sind zunehmend auch für ganze Quartiere und Areale von Interesse da eine selbständige Stromversorgung, unabhängig vom aktuellen Strompreis zu Verfügung gestellt wird.
Solarwärme
Mittels Sonnenkollektoren kann die Solarenergie zur Produktion von Warmwasser für Duschen und Wasserhähne oder für Heizungen genutzt werden. Diese Technologie ist sehr effizient, da sich auf kleiner Fläche viel umweltfreundliche Wärmeenergie gewinnen lässt: in einem Einfamilienhaus kann eine kleine Solarwärmeanlage (4-6m^2) 60-70% des jährlichen Energiebedarfs für das Warmwasser erzeugen. Auch für spezielle Wärmenutzungen etwa von Lüftungsanlagen, bei der Wassererwärmung in Wäschereien und Hallenbädern, für Dörranlagen oder Heutrocknungen ist die Solarwärme beliebt.
Solarstromproduktion auf meinem Dach?
Viele, jedoch nicht alle Standorte sind geeignet für die Installation von Solaranlagen. Grundsätzlich gilt ein Dach mit einer Neigung von 30 Grad und einer Ausrichtung nach Süden als ideal für die Solarstrom-Gewinnung. Bei Hanglagen oder Hochhäusern können zudem die Wände eines Gebäudes mit Kollektoren ausgestattet werden. Schatten durch andere Bauwerke oder Bäume schränken den Ertrag jedoch ein. Um zu berechnen, ob ihr Zuhause geeignet ist, gibt es in der Schweiz mehrere Anbieter, welche das Potenzial für eine Solaranlage auf dem Dach berechnen können. http://www.uvek-gis.admin.ch/BFE/sonnendach/