Fragen & Antworten

Zurück zur Übersicht

Was ist der Unterschied zwischen Solarthermie und Photovoltaik? Und welche Technologie wird sich durchsetzen?

 

Antwort

Von der Sonne erreichen die Erdoberfläche pro Jahr 5,4 x 1024 Joule (1,5 x 1018 kWh), das ist mehr als das 10.000fache des Weltenergiebedarfs. Doch bisher nutzen wir diese Energie nur wenig.

Solarthermie und Photovoltaik sind zwei technisch unterschiedliche Wege, wie wir die Energie der Sonne auf der Erde einfangen und nutzbar machen können.

Das Prinzip der Solarthermie ist die Umwandlung der Energie der Sonne in Wärme. Dabei wird die Strahlung der Sonne durch Spiegel konzentriert. Mit der so gewonnenen Wärmeenergie wird dann – wie in einem konventionellen Kraftwerk – Dampf erzeugt, der eine Turbine antreibt. Der Vorteil ist, dass diese Wärme gespeichert werden kann, somit lassen sich Sonneneinstrahlung und Stromproduktion entkoppeln. Der Wirkungsgrad von heutigen Solarthermischen Kraftwerken liegt bei 15 bis 25 Prozent.

Die Photovoltaik verwendet Solarzellen, um das Sonnenlicht direkt in elektrischen Strom umzuwandeln. In Solarzellen werden unter Zufuhr von Sonnenlicht positive und negative Ladungen getrennt und freigesetzt und so Gleichstrom erzeugt. Das derzeitige Hauptproblem der Photovoltaik ist die effektive Speicherung. Die heute am häufigsten verwendeten Solarzellen bestehen aus kristallinem Silizium, einem halbleitenden Material, das mit Fremdatomen versetzt ist. Moderne Silizium-Solarzellen erzielen heute bereits einen Wirkungsgrad von 25 Prozent.

1_STJ_max

Foto: DLR

An beiden Technologien wird derzeit intensiv geforscht, so etwa am Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) oder am DLR-Institut für Solarforschung, das unter anderem den Solarturm Jülich betreibt.
Ziel ist es, besonders den Wirkungsgrad zu erhöhen und so die Kosten für die Stromerzeugung zu senken.

Langfristig wird es beide Technologien geben – und vielleicht noch weitere. Solarthermische Kraftwerke auf nur einem Prozent der Wüstenfläche im nördlichen Afrika könnten den gesamten Energiebedarf der Welt decken, so lautet eine Hochrechnung von DLR-Wissenschaftlern. Allerdings muss diese Energie in Form von Strom transportiert werden. Photovoltaik-Anlagen bieten kleinere, dezentrale Lösungen. Würde man bis 2050 alle Industriebrachflächen und Hausdächer in Deutschland mit ihnen versehen, ließe sich so der Energiebedarf zu 25 Prozent decken.

Diese Frage beantwortete Dorothee Bürkle, DLR-Energieredakteurin.