Photovoltaikanlagen und Sonnenkollektoren prägen an vielen Orten die Landschaft. Energie aus der Sonne ist einer von vielen Wegen, nachhaltig Strom zu erzeugen. Wie kann in Zukunft der Strombedarf hierzulande gedeckt werden?
Gegenwärtig installieren Haushalte Photovoltaik vor allem im kleinen Stil auf ihren Dächern. Der Vorteil daran: Die Verbraucher*innen sitzen direkt an der Stromquelle und es ist kein Transport nötig. Auch einige Industrien bebauen ihre Dächer bereits mit Photovoltaik, um ihren Strombedarf zu decken.
Soll in Zukunft aber ganz Deutschland mit nachhaltiger Energie versorgt werden, müssten größere Solarkraftwerke gebaut werden, deren Produktion in ihren Dimensionen die Dachkonstruktionen deutlich übersteigt. Vor allem freie große Flächen von mehreren Hektar böten sich für diese Nutzung an. Auf ihnen können in großem Stil Kollektoren installiert werden, die im Verbund ein großes Solarkraftwerk bilden.
Es gibt bereits einige Unternehmen, die sich auf die Planung und Installation in einem solchen Maßstab spezialisiert haben. Sie pachten das Land von Gemeinden oder Landwirt*innen und nutzen es zur Energieerzeugung. Im Normalfall handelt es sich dabei um brachliegende Flächen oder Böden, die durch langjährige landwirtschaftliche Nutzung ermüdet sind. Sie werden sich regenerieren, während der circa 20 bis 30 Jahre Pacht, werben die Firmen.
Eignet sich Photovoltaik auch für die Zukunft?
Laut internationaler Energieagentur hat sich Photovoltaik in den letzten Jahren zu einer der kostengünstigsten Methoden zur Energiegewinnung entwickelt und gilt somit als einer der Hoffnungsträger für die Energiewirtschaft der Zukunft. Dieser Ansicht ist auch Prof. Dr. Volker Quaschning. Er forscht im Fachgebiet Regenerative Energiesysteme an der Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin und befasst sich schon seit vielen Jahren mit den Vorteilen der Photovoltaik.
„Alleine kann Photovoltaik unseren Energiebedarf nicht decken, wichtig ist ein funktionierender Dreiklang mit Windenergie und effizienten Speichern“, sagt der Experte. Das bedeute, dass Windräder zusätzliche Absicherung liefern müssen, wenn in den Wintermonaten nicht genug Sonne scheint und Speicher überschüssige Energie aufnehmen und jederzeit nutzbar machen. Wichtig sei, die Speicher zu verbessern und für die wachsende Produktion auch mehr von ihnen zu installieren. Vor allem in Deutschland stellen die langen Wintermonate ohne viel Sonne ein Problem bei der Nutzung von Photovoltaik dar.
Der Umstieg hin zu erneuerbaren Energien sei wichtiger denn je, sagt Quaschning. In den kommenden Jahren, wenn Gas- und Ölpreise weiter steigen, erklärt er, wird der Import immer kostenintensiver werden. Auch deshalb sei es wichtig den Umstieg weiter voranzutreiben. Effizientere Speicher, die den erzeugten Strom jederzeit nutzbar machen und an denen im Moment noch geforscht wird, seien unverzichtbar für eine funktionierende Energiewirtschaft mit regenerativen Energieträgern.
Wie funktioniert das mit den Flächen?
Ein weiterer Ansatz der Forschung ist die Verfügbarkeit von Flächen. Nicht nur brach liegende Flächen sollen für Photovoltaik genutzt werden, sondern auch solche, die noch für die Landwirtschaft attraktiv wären. Würde man diese rein zur Energieproduktion verwenden, gingen sie für die Landwirt*innen verloren. Um das zu vermeiden, wird erprobt, solche Flächen doppelt zu nutzen. Dieser Prozess nennt sich Agri-Photovoltaik. Die Sonnenkollektoren werden dabei auf Stelzen hoch genug installiert, damit darunter landwirtschaftliche Maschinen betrieben werden können. In Deutschland müssten nur rund ein bis zwei Prozent der Nutzflächen für solche Energieproduktionen genutzt werden, um den Bedarf decken zu können, erklärt Quaschning.
Die Forschung verändere heute nicht mehr die Art der Erzeugung, sondern vor allem den Wirkungsgrad einer Solarzelle. Also wie viel Prozent der eingestrahlten Sonnenenergie auch in Strom umgewandelt werden kann. Heutige Sonnenkollektoren liegen zwischen 20 und 30 Prozent. Im Labor konnten bereits bis zu 40 Prozent erzielt werden. Eine weitere Steigerung des Wirkungsgrades wird auch für die Zukunft wichtig sein.
Laut Prof. Quaschning könnten bereits in 10 bis 15 Jahren Solar- und Windenergie den Hauptteil des Stromhaushaltes in Deutschland decken, wenn der Umstieg in den kommenden Jahren weiter vorangetrieben wird.
Beitragsbild: Lia Staniewski
