Energie aus der Sonne

Energie aus der Sonne Übung

• Beschreibe die Begriffe „Solarenergie“ und „Photovoltaiktechnik“.

  Tipps

  Zwei Begriffe in der Wortbank haben nichts mit Solarenergie zu tun – streiche sie zuerst. Dann wird die Auswahl übersichtlicher.

  Lösung

  Solarenergie, auch Sonnenenergie genannt, dient uns Menschen zur Erzeugung von Strom.

  • In einem Solarkraftwerk wird aus der Strahlung und Wärme der Sonne Strom gewonnen.
  • Die dafür verwendete Technik heißt Photovoltaiktechnik und stammt ursprünglich aus der Raumfahrt.
  • Bei dieser Technik wandeln Solarzellen das Sonnenlicht in elektrische Energie um.

• Zeige Unterschiede zwischen Hausanlagen und Freiflächenanlagen auf.

  Tipps

  Die Unterschiede in Größe und Standort sind der Schlüssel zur Zuordnung.

  Lösung

  Bei der solaren Stromerzeugung unterscheidet man zwei Hauptformen:

  • Hausanlagen: Diese befinden sich auf privaten Wohngebäuden in Vorstädten oder Wohngebieten. Es handelt sich um kleinere Anlagen, die primär den Stromeigenbedarf eines Haushalts decken.

  • Freiflächenanlagen (Solarparks): Diese großflächigen Anlagen stehen auf freiem Gelände, oft außerhalb von Ortschaften. Aufgrund ihrer Größe produzieren sie enorme Strommengen, die direkt in das öffentliche Netz eingespeist werden.

• Zeige die Vorteile von Photovoltaikanlagen auf.

  Tipps

  Im Sommer sind die Tage länger und die Sonne steht höher – was bedeutet das für die Stromerzeugung mit Photovoltaikanlagen?

  Lösung

  Die Nutzung von Solarenergie bietet zahlreiche Vorteile:

  • Als erneuerbare Energiequelle ermöglicht sie eine dezentrale, saubere und lärmfreie Stromerzeugung direkt beim Verbraucher.
  • Haushalte profitieren von einer größeren Unabhängigkeit, geringem Verschleiß der Technik und potenziellen finanziellen Erträgen.

  Dem stehen jedoch wichtige Fakten gegenüber:

  • Kosten: Anlagen sind nicht kostenlos; die Anschaffung und Produktion sind mit hohen Kosten verbunden.

  • Leistung: Die Strommenge ist nicht konstant, sondern schwankt stark je nach Jahreszeit und Sonnenstunden.

• Erläutere den aktuellen Stand der Photovoltaikanlagen.

  Tipps

  Das Erneuerbare-Energien-Gesetz und die Drosselung hängen inhaltlich zusammen – überlege genau, welcher Begriff die politische Maßnahme beschreibt und welcher die Konsequenz für konventionelle Kraftwerke.

  Lösung

  • Über 9 % Marktanteil: Dies ist der durchschnittliche Beitrag der Photovoltaikanlagen zum deutschen Strommix (wobei dieser Wert je nach Jahr und Ausbaustand schwankt).

  • Über 5 Millionen Anlagen: Diese Zahl verdeutlicht, dass Solarenergie in Deutschland bereits eine Massentechnologie ist, die auf sehr vielen Dächern und Freiflächen genutzt wird.

  • Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG): Dies ist das Herzstück der deutschen Energiewende. Es regelt unter anderem die Einspeisevergütung und den Vorrang von „grünem“ Strom.

  • Drosselung konventioneller Kraftwerke: Das Gesetz schreibt vor, dass erneuerbare Energien Einspeisevorrang haben. Wenn also die Sonne scheint, müssen Kohlekraftwerke ihre Leistung herunterfahren („drosseln“), um das Netz nicht zu überlasten.

  • Saisonalität (Frühjahr/Sommer): Aufgrund des höheren Sonnenstandes und der längeren Tage wird in diesen Monaten das Maximum an Energie gewonnen.

• Beschreibe den Weg des Solarstroms: vom Solarmodul bis ins Stromnetz.

  Tipps

  Wo entsteht der Strom? Und wo endet der beschriebene Prozess? Mit diesen beiden Ankerpunkten lässt sich die mittlere Reihenfolge leichter bestimmen.

  Lösung

  1) Ausgangspunkt ist die Energieerzeugung durch die Solarmodule.

  2) Der erzeugte Gleichstrom fließt direkt vom Solarmodul in den Wechselrichter.

  3) Im Wechselrichter wird der Gleichstrom in Wechselstrom umgewandelt.

  4) Erst nach der Umwandlung kann der Strom über die Hochspannungsanlage ins öffentliche Netz eingespeist werden.

• Beurteile die Argumente zur Installation einer Photovoltaikanlage.

  Tipps

  Achte darauf, ob der Text über den laufenden Betrieb spricht (also wenn die Sonne scheint und der Strom fließt) oder über die Anschaffung und Hardware.

  • Dinge, die den täglichen Nutzen und die Umwelt während der Nutzung betreffen, sind meist positiv.
  • Dinge, die mit hohen Rechnungen oder dem Material der Module zu tun haben, sind eher kritisch zu sehen.

  Lösung

  Argumente für die Installation:

  • Eine Photovoltaikanlage erzeugt sauberen, lärm- und emissionsfreien Strom.
  • Durch den selbst erzeugten Strom kann man unabhängiger vom eigenen Stromanbieter werden und langfristig sogar einen finanziellen Ertrag erzielen.
  • Photovoltaikanlagen benötigen kaum Wartung, da sie einen sehr geringen Verschleiß aufweisen.

  Argumente gegen die Installation:

  • Die Anschaffungskosten sind hoch und es dauert viele Jahre, bis sich die Anlage finanziell amortisiert hat.
  • Die Stromproduktion schwankt stark – an bewölkten Tagen oder im Winter liefert die Anlage deutlich weniger Energie.
  • Die Herstellung und spätere Entsorgung der Solarmodule kann mit Umweltbelastungen verbunden sein.