Solarkraft in Geschichte und Gegenwart

Der Umstieg von fossilen Energieträgern auf Solarenergie verspricht Hoffnung auf mehr Nachhaltigkeit in einer Branche, die weltweit signifikant zur Verschärfung des Klimawandels beiträgt.

In anderen Bereichen hat sich der Trend zur Sonnenenergie als saubere, effizientere und unbegrenzt vorhandene Alternative längst durchgesetzt. Das zeigt sich am Bau großflächiger Solarparks mit einem Areal von mehreren tausend Hektar ebenso wie an der wachsenden Anzahl von Privathaushalten, die Solarmodule auf dem Dach installieren.

Auch in der Wirtschaft beziehen immer mehr Unternehmen zumindest einen Teil ihres Energiebedarfs aus Solaranlagen. Im Vordergrund steht dabei das Bestreben, die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen mit hohem CO₂-Ausstoß zu reduzieren.

Erneuerbare Energien sind seit langem kein ökonomisches Randphänomen mehr, sondern machen mittlerweile einen beachtlichen Anteil von rund 29% an der weltweiten Stromerzeugung aus. Mit einem Anteil von rund 11% der global aus erneuerbaren Quellen erzeugten Energie lag die Solarkraft 2020 noch deutlich hinter Wind- und Wasserkraft (21% bzw. 57%) zurück.

Solange man den Blick auf die ganze Welt richtet, scheint immer irgendwo die Sonne– konkret liefert die Sonne zu jedem beliebigen Zeitpunkt 173.000Terawatt Energie. Dieser Wert entspricht dem zehntausendfachen weltweiten Stromverbrauch. Wenn man diese Umstände berücksichtigt, wird klar, dass das ungeheure Potenzial dieser Energiequelle für Unternehmen wie Privathaushalte noch lange nicht ausgeschöpft ist.

Wie funktioniert Solarstrom?

Dass sich Sonnenenergie in Strom und Wärme umwandeln lässt, ist seit Jahrtausenden bekannt. Die Römer nutzten Solarkraft in Form von Wärmeenergie zur Beheizung ihrer Badehäuser. Noch früher machten sich viele Kulturen die Reflexion von Sonnenlicht auf glatten Oberflächen zum Feueranzünden zunutze.

Fortschrittlichere Methoden zur Verwendung von Sonnenlicht als Energiequelle wurden erst Mitte des 20.Jahrhunderts entwickelt. Anfang der 1950er Jahre baute eine Gruppe von Wissenschaftler:innen im Auftrag der US-amerikanischen Firma Bell Labs eine Solarzelle auf Siliziumbasis, die Sonnenenergie in ausreichender Menge absorbieren und umwandeln konnte, um damit elektrische Alltagsgeräte zu betreiben.

Nach Angaben des in den USA und Großbritannien tätigen Energieversorgers National Grid besteht die Mehrzahl der heute im Einsatz befindlichen Solarzellen aus Silizium, das in einem Metallrahmen mit Glasgehäuse installiert wird: „Wenn Photonen oder Lichtteilchen auf die dünne Siliziumschicht auf der Oberseite der Solarzelle treffen, werden Elektronen von den Siliziumatomen abgestoßen.“

Strom entsteht, indem „diese PV-Ladung eine elektrische Spannung– genauer gesagt Gleichspannung– erzeugt, die in die Kabel des Sonnenkollektors fließt. Dieser Gleichstrom wird dann in Wechselstrom umgewandelt, der zum Beispiel Haushaltssteckdosen mit Strom versorgt.“

Steigende Nachfrage nach Solarstrom

In Privathaushalten

In vielen Ländern wächst die Nachfrage nach Solarmodulen für Neubauten sowie zur Modernisierung älterer Wohnhäuser seit Jahren und erweist sich als lukrative Marktnische für entsprechend spezialisierte Baufirmen. In Großbritannien und Nordirland sind bislang rund 970.000Wohnhäuser mit Sonnenkollektoren ausgestattet worden. Nach Angaben des Committee for Climate Change macht diese Zahl einen verschwindend geringen Anteil von 3,3% an den insgesamt 29Millionen Häusern aus.

Es besteht also noch enormes Wachstumspotenzial. Trotz hoher Installationskosten im vier- bis fünfstelligen Bereich zahlen sich Investitionen in Solarmodule mittel- bis langfristig durch eine erhebliche Kapitalrendite aus. Je nach Lage und Dachneigung der betreffenden Immobilie lassen sich jährlich Stromkosten von mehreren hundert Euro einsparen, die sich über mehrere Jahre zu durchaus beachtlichen Beträgen summieren.

In der Wirtschaft

Auch die Energieversorgung für Unternehmen lässt sich durch Solarkraft grundlegend transformieren.

Walmart und Costco sind nur zwei von mehreren US-amerikanischen Einzelhandelsketten, die bereits Solartechnik zur Stromerzeugung in ihren Immobilien einsetzen. Auch der Technologieriese Apple investiert massiv in den Ausbau seiner Stromversorgung aus Sonnenenergie.

Auch bei europäischen Unternehmen ist Solarkraft beliebt. Zu den Vorreitern zählt die britische Firma John A Stephens. Der Baustoffhändler betreibt das landesweit größte intelligente Stromnetz, das gerade um eine zusätzliche Photovoltaikanlage erweitert wurde.

Über die Deckung des Eigenbedarfs hinaus wird das Unternehmen geschätzte 73% des erzeugten Stroms gegen eine Einspeisevergütung an den Versorger EvoEnergy verkaufen und im Laufe der 25-jährigen Betriebszeit der Anlage 1,2Millionen kg CO₂ einsparen.

Wegen der weitläufigen Lagerhallen und der entsprechenden Dachfläche sind Unternehmen wie dieses geradezu prädestiniert für die Umstellung auf Solarenergie.

Bessere Umweltbilanz durch Nutzung von Solarkraft im Baugewerbe

Sonnenenergie ermöglicht eine völlig andere Beziehung zwischen gebauter und natürlicher Umwelt– und zwar nicht nur in der Bauphase selbst, sondern auch in Bezug auf die Energieversorgung des fertigen Gebäudes.

Dazu muss man sich vor Augen führen, dass der verkörperte Kohlenstoff– also die Treibhausgasemissionen, die während des Baus eines Gebäudes entstehen– zurzeit 11% der CO₂-Emissionen eines Gebäudes insgesamt ausmacht. Weitere 28% entfallen auf den laufenden Gebäudebetrieb.

Ein weiterer Faktor, der erheblich zur Verbesserung der Umwelt- und Klimabilanz von Bauprojekten beitragen könnte, ist der Einsatz von Solarenergie auf der Baustelle. Eine wachsende Anzahl von Herstellern hat sich bereits auf die Produktion solarbetriebener Baumaschinen und -geräte sowie entsprechender Speicherbatterien spezialisiert. Als Wettbewerbsvorteile werden insbesondere der emissionsfreie und geräuschlose Betrieb sowie die einfache Einrichtung, die langfristigen Kosteneinsparungen und die hochgradige Skalierbarkeit angeführt.

Baubranche kann die Nutzung von Solarkraft beschleunigen

Es wäre übertrieben zu behaupten, dass der Bausektor von großer Innovationsfreude geprägt wäre. So stoßen auch solarbetriebene Baugeräte bislang eher auf schleppende Akzeptanz.

Baufirmen, die ohnehin starkem Wettbewerbsdruck mit stagnierenden Gewinnmargen ausgesetzt sind, scheuen womöglich vor den Investitionskosten einer Umstellung auf Solarenergie zurück.

Früher oder später wird sich aber auch in der Wirtschaft die Erkenntnis durchsetzen, von der unzählige Privathaushalte schon seit Jahren profitieren: Solarenergie bietet handfeste finanzielle und ökologische Vorteile, die die Herausforderungen des Umstiegs bei Weitem überwiegen. Entsprechend werden mehr und mehr Unternehmen nach Möglichkeiten suchen, ihre Energieversorgung ganz oder teilweise auf PV-Technologien umzustellen.

Mobile PV-Anlagen, ursprünglich als PV-Diesel-Hybridsysteme konzipiert, sind bereits auf dem Markt. Im Zuge des weiteren technologischen Fortschritts dürfte die Entwicklung von Modellen, die kleiner, leistungsstärker, leichter und bequemer zu transportieren sind, nicht allzu lange auf sich warten lassen.

Die langfristigen Vorteile der Nutzung von Sonnenenergie liegen auf der Hand und viele Akteure sind sich dessen schon länger bewusst. Von diesem Trend kann auch die Bauwirtschaft nur profitieren.