Solarenergie effizient nutzen

Die Kosten für Solarenergie sind in den letzten zehn ­Jahren um ­erstaunliche 82 Prozent ­gesunken, was sie an vielen Orten auf der Welt zur kostengünstigsten Energiequelle macht. ­Aktuelle ­Stromgestehungskosten ­neuer Solaranlagen liegen bei nur 1,3 EuroCent/kWh und ­brechen damit weiterhin ­Rekorde. Dieser Trend lässt im Hinblick auf die ­Reduzierung von CO₂-­Emissionen ­hoffen, die schlimmsten Auswirkungen des globalen Klima­wandels zu verhindern.

Es gibt jedoch ernsthafte Bedenken hinsichtlich der Nutzung von wertvollem Land für Solarparks im Kraftwerks-Maßstab. So könnten Solaranlagen Ackerland verdrängen oder den Lebensraum für Wildtiere beeinträchtigen. Selbst Solaranlagen in der Wüste haben Auswirkungen auf die Umwelt. Auch durch Zufahrtsstraßen, Bauten zur Montage der Paneele und durch die laufende Wartung.

Standortwahl für die Gewinnung von Solarenergie

Glücklicherweise vollzieht sich jedoch eine langsame Revolution bei der Wahl des Standorts für Solaranlagen. Ein naheliegender Montageort ist der auf großen Flachdächern. Wie man sie in Gewerbegebieten, auf Lagerhallen und in großen Einzelhandelsgeschäften finden kann. Das ist schon seit langem auch unter wirtschaftlichen Aspekten eine ­attraktive Option für Handels- oder Industrieunternehmen. Andere Organisationen, die Solaranlagen installieren könnten, sind Behörden, Schulen und Universitäten und auch Dachsolar­anlagen für Privathäuser sind heute sehr bekannt und ­üblich.

Angesichts der zunehmenden Verbreitung von Elektrofahrzeugen und der Notwendigkeit diese aufzuladen, sind auch Parkplätze ein naheliegender Ort, um Solarmodule und die dazugehörige Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge ­aufzustellen. Zudem bleiben die Autos unter den Paneelen kühler und die Nutzung des Parkplatzes ist nachhaltiger.

Floatovaltaik

Ein anspruchsvollerer Standort für Solarmodule ist schwimmend auf einer Wasseroberfläche. Dies kann eine ­geschützte Bucht, ein See oder Reservoir sein. Sogar ein Klärteich eignet sich, um eine Solaranlage zu beherbergen. Bei der ­Floatovoltaik wird nicht nur Strom mit Solarmodulen ­erzeugt, sondern das Wasser kühlt zudem die Paneele, was ihre Effizienz und Lebensdauer erhöht. Zusätzlich wird die Verdunstung aus dem Wasser reduziert und sogar eine Algenblüte wird unterdrückt. In manchen Fällen können Solarpaneele auch auf dem Wasserreservoir eines Pumpspeicherkraftwerks schwimmen, wo die Solarenergie gespeichert und zur Unterstützung des Netzes wieder abgegeben werden kann. Ein weiterer Vorteil ist, dass die Solaranlage problemlos auf die bereits vorhandene Übertragungsinfrastruktur für das Wasserkraftwerk zugreifen kann.

Agrophotovoltaik

Eine aktuell meistdiskutierte Innovation ist die „Agrophotovoltaik“. Dabei wird die Solaranlage so installiert, dass sie mit der Landwirtschaft koexistiert und beide davon ­profitieren.

Ein Beispiel ist, die Paneele weit über den Boden zu ­errichten, damit Schafe oder anderes Vieh darunter grasen können. Die Tiere helfen zudem, die Vegetation der Fläche zu pflegen. Das Schaffen von Lücken in der Solaranlage, durch die das Licht den Boden erreichen kann, ist eine der Techniken von Agrophotovoltaikanlagen. So wird Lebensraum für eine Vielzahl von Pflanzen geschaffen. Agrophotovoltaikanlagen wurden bereits als Möglichkeit vorgeschlagen, Lebensräume für Wildblumen und Bestäuber zu schaffen oder sogar als Platz für nahegelegene Bienenstöcke.

Ein weiterer Vorteil des Anbaus von Pflanzen unter den Solarmodulen ist, dass die Pflanzen weniger bewässert werden müssen und die Bodenfeuchtigkeit höher bleibt. Die Pflanzen senken auch die Lufttemperatur unter den Solarmodulen, wodurch diese kühler bleiben, was die Effizienz der Energieumwandlung erhöht. Die Paneele blockieren allerdings die Sonne und reduzieren die Lichtmenge, die die Pflanzen erreicht. Bei einigen Ackerfrüchten, wie zum Beispiel Weizen, würde dies den Ertrag verringern. Bei einer Vielzahl von Gemüsesorten wie Tomaten, Spinat und Paprika ist der Flächenertrag jedoch nachweislich höher.

Die Menschen werden immer kreativer bei der Wahl von Standorten für Solaranlagen. So untersuchte zum Beispiel eine kürzlich durchgeführte Studie die Auswirkungen einer Überdachung der 4.000 Meilen langen Kanäle in Kalifornien mit Sonnenkollektoren. Über 65 Milliarden Gallonen Wasser pro Jahr würden allein dadurch eingespart, dass die Sonne das Wasser am Verdampfen hindert. Zusätzlich würden die Paneele die Energie für das Pumpen des Wassers liefern, während das Wasser die Solarmodule gleichzeitig kühlt. Die Solaranlagen reduzieren zudem das Wachstum von Pflanzen und anderen Organismen, die den Kanal verstopfen und verschmutzen.

Fazit

All diese Innovationen stärken die Argumente für die ­Solarenergie und machen sie für jeden Marktakteur noch überzeugender. onsemi ermöglicht diese ­Energierevolution mit den zentralen Leistungshalbleitern, die die Arbeitspferde des Stromnetzes sind: Von traditionellen IGBTs und gelgefüllten Modulen bis hin zu Siliziumcarbid-MOSFETs der nächsten Generation und innovativen Transfer Molded ­Power ­Integrated Modules (TM-PIM) bietet das Unternehmen Lösungen für eine breite Palette von Leistungsstufen und Formfaktoren. Mit Gate-Treibern, Schutz, Stromversorgungen und mehr hat onsemi die komplette Lösung mit weltweitem Support und Anwendungs-Know-how für ­Solar- und Speicheranlagen sowie für EV-Ladegeräte.

Durch technologische Verbesserungen und die Erhöhung der Produktionskapazität sind die Kosten für Solarstrom in den letzten Jahrzehnten kontinuierlich gesunken. Der nächste Schritt besteht darin, die Installation und den Betrieb der Erzeugungsanlagen zu optimieren. Kreative Solarstandorte bringen dem Land, dem Ökosystem und der Infrastruktur, auf der die Module installiert werden, Vorteile, von denen alle profitieren. Diese Innovationen ­sollten im Blick behalten werden, denn ­erneuerbare ­Energien und die Umstellung des Stromnetzes werden ­weiter ­voranschreiten.

 

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