Die Umwelt zu schützen und den CO2-Ausstoß drastisch zu senken liegt in den Händen eines jeden Einzelnen von uns. Ein kleiner Schritt auf diesem Weg ist die Nutzung erneuerbarer Energien zur Gewinnung von Strom.
Wann erstmals Strom aus erneuerbaren Energien produziert wurde, erfährt der Leser in diesem Artikel.
Was sind erneuerbare Energien
Um Energie zu erzeugen, bedarf es an Energieträgern. Diese sind erneuerbar oder fossil und damit endlich. Der Begriff „erneuerbar“ legt die Annahme nahe, dass sich die erzeugte Energie nach der Nutzung im Recyclingkreislauf wiederfindet. Dies ist ein Trugschluss.
Im Bereich der Energiegewinnung heißt „erneuerbar“, dass die Ressourcen dem Menschen unendlich bereitstehen oder nachwachsen. Welcher Energieträger zu den fossilen und welche zu den erneuerbaren zählen, zeigt die Tabelle:
| fossile Energieträger | erneuerbare Energieträger |
| Erdgas | Wasser |
| Kohle | Luft |
| Öl | Sonne |
| Biomasse | |
| Geothermie |
Seit wann wird Strom aus erneuerbaren Energien erzeugt?
Erneuerbare Energien dienen der Strom- und der Wärmeerzeugung. Wann gelang es erstmals, aus erneuerbaren Energien Strom zu erzeugen? Um dies herauszufinden, lohnt ein Blick auf die Geschichte der einzelnen Energieträger.
Fotovoltaik: Wann es erstmals gelang, die Sonne als Energieträger zur Gewinnung von Strom zu nutzen
Die Geschichte der Fotovoltaik beginnt mit der Entdeckung des fotoelektrischen Effekts durch Alexandre Edmond Becquerel. Dieser experimentierte im Jahr 1839 mit einer Platin-Kathode und einer Platin-Anode, um den fließenden Strom zwischen den Elektroden zu messen. Becquerel entdeckte dabei, dass der Stromfluss durch Helligkeit leicht zunahm. Diese Erkenntnis ist die Grundlage der Fotovoltaik.
Ein weiterer Meilenstein in der Geschichte der Fotovoltaik ist eine Entdeckung des britischen Ingenieurs Willoughby Smith im Jahr 1873. Gemeinsam mit seinem Assistenten Joseph May fand er heraus, dass der elektrische Widerstand sich verändert, wenn auf Selen Licht fällt. Smith behielt sein Wissen nicht für sich, was weitere Forschungen zur Folge hatte.
Den nächsten Schritt zur Gewinnung von Strom gelang William Grylls Adams ebenfalls mit Selen. Er bewies in Zusammenarbeit mit seinem Schüler Richard Evans Day, dass ein Feststoff in der Lage ist, direkt ohne kinetische Energie oder Wärme Licht in elektrische Energie umzuwandeln.
Weitere bedeutende Jahreszahlen zur Stromgewinnung mithilfe der Fotovoltaik:
- 1883: Der Amerikaner Charles Fritts baute in New York ein erstes Modul aus Selenzellen und damit den Vorläufer des heutigen Fotovoltaikmoduls.
- 1884 und 1887: Julius Elster und Hans Friedrich Geil arbeiten weiter am fotoelektrischen Effekt, ebenso wie im Jahr 1887 der Wissenschaftler Heinrich Rudolph Hertz, dessen Forschungen Wilhelm Hallwachs weiterführte. Augusto Righi gelang es ebenfalls, die Elektronenemission beim Hallwachs-Effekt – dem äußeren Fotoeffekt – zu erforschen.
- Ende des 19. Jahrhunderts: Weitere Forschungen zum Hallwachs-Effekt erfolgen durch Joseph John Thompson und Philipp Eduard Anton Lenard.
- 1907: Erklärung des lichtelektrischen Effekts durch Albert Einstein mit seiner Lichtquantenhypothese von 1905 als Grundlage.
- 1912 bis 1916: Bestätigung der Erklärung Einsteins durch Robert Andrews Millikans Experimente.
- 1916: Entdeckung des Kristallziehverfahrens durch Jan Czochralski.
- 1934: Forschung an einer dünnen Solarzelle.
- 1940: Russel S. Ohl entdeckt die Möglichkeit der Stromerzeugung durch die Beleuchtung von Silizium.
- 1948: Kurt Lehovec konzipiert mit Schottky-Dionen die Halbleiter-Fotovoltaik.
- 1950: William Bradford Shockley schafft die Voraussetzungen für das Verständnis der heute auf dem Markt befindlichen Solarzellen.
- 1953: Produktion von kristallinen Silizium-Solarzellen durch Calvin Souther Fuller, Gerald Pearson und William Bradford Shockley in den Bell Laboratories, New Jersey, Wirkungsgrade 4 und 6 Prozent.
- 1955: Stromversorgung durch Solarzellen bei Telefonverstärkern.
- 1958: Versorgung des Satelliten Vanguard mit durch Solarzellen erzeugtem Strom, weitere Nutzung der Solarenergie in den Folgejahren insbesondere in der Raumfahrt.
- ab 1980: Verwendung der Solarenergie auf Bohrinseln im Golf von Mexiko.
- 1982: Kommerzielle Nutzung der Solarenergie und erste 1-MW-Anlage in Kalifornien.
- 1985: Solarpark mit 5,2 MW Leistung im Bereich des Carrizo Plain National Monuments.
Mit der Stromgewinnung durch Sonnenenergie ging es Mitte der 1980er-Jahre weiter in der Schweiz, wo Markus Reals über 300 3-KW-Anlagen auf Zürcher Dächer anbrachte. Daraus entwickelte sich das im Jahr 1990 gestartete 1.000-Dächer-Programm in der Bundesrepublik Deutschland. Japan dachte etwas größer und entschied sich dafür, 70.000 Dächer mit Fotovoltaikanlagen zu bestücken.
Deutschland baute zunächst kleine Anlagen, die im Jahr 2005 eine summierte Nennleistung von 1 Gigawatt hatten. Im Jahr 2010 produzierten die BRD 10-mal so viel Strom durch Solarenergie. Dies steigerte sich auf 25 Gigawatt im Jahr 2012. Im ersten Halbjahr 2022 erreichte die Bundesrepublik 63 GW PV-Nennleistung.
Wasserkraft zur Erzeugung von Strom
Die ersten Wasserkraftanlagen zur Stromerzeugung entstanden Mitte des 19. Jahrhunderts in Deutschland – im Jahr 1890 als Wechselstromkraftwerk in Bad Reichenhall. Wie die Biomasse spielt die Wasserkraft zur Stromerzeugung in der Bundesrepublik eine geringe Rolle. 2020 produzierte die Gesamtheit der Wasserkraftwerke 5.606 Megawatt.
Biomasse als regenerative Energie
Die ersten Biogasanlagen entstanden Anfang des 20. Jahrhunderts. Diese dienten jedoch der Gasversorgung. In den 1930er- und 1950er-Jahren folgten Versuche, daraus Strom zu erzeugen. Die Verwendung scheiterte aufgrund der hohen Kosten.
Erst die Erneuerbare-Energie-Gesetze machten die Biomasse attraktiver. 2012 betrug die Leistung der gesamten Anlagen 3.000 MW. Nach einer Stagnation gelang es, mit Biomasse 8.953 Megawatt Strom zu produzieren.
Wann die Windkraft zur Stromerzeugung herangezogen wurde
Jede Erfindung beginnt mit einer unbeabsichtigten Entdeckung oder wie bei der Windkraft zur Stromerzeugung mit Versuchen. Erstmals fanden diese gegen Ende des 19. Jahrhunderts statt. Zum Erfolg führten sie in Deutschland und in Amerika erst in den 30er- und 40er-Jahren des folgenden Jahrhunderts. Dies führte jedoch nicht dazu, dass die erneuerbare Energie „Windkraft“ als alternative Methode, Strom zu erzeugen, ihren Einsatz fand.
Den ersten Strom mithilfe von Windkraft produzierte am 26. Juli 1957 die Gedser-Windanlage auf der dänischen Insel Falster. Diese konstruierte der Windparkpionier Johannes Juul.
Der erste Windpark in Deutschland entstand 30 Jahre später im Jahr 1987 bei Marne auf dem Growian-Gelände. 19 Kilowattstunden Strom leistete die Anlage jährlich. Das Projekt Windkraft nahm durch das Stromeinspeisungsgesetz während der 1990er-Jahre in Deutschland an Fahrt auf. Die jährliche Gesamtleistung wuchs bis zur Mitte des Jahres 2022 auf 69 Gigawatt Leistung jährlich an.
Energiesparen mithilfe von Förderprogrammen in Baden-Württemberg
Die Umwelt zu erhalten, ist ein hochgestecktes Ziel, dessen Umsetzung vieler Menschen bedarf. Dies beginnt beim Einsparen von Energie. Um das Vorhaben finanziell möglich zu machen, erhalten Hauseigentümer und Bauherren Förderungen für das Energiesparen vom Bund und den Ländern.
Ein Beispiel für die Förderung durch den Bund ist die BEG („Bundesförderung für effiziente Gebäude“). Die Energiesparförderung in Baden-Württemberg erfolgt durch die folgenden Fördermaßnahmen:
- Serielle Sanierung von Wohngebäuden
- Kombi-Darlehen Wohnen mit Klimaprämie
- für Nichtwohngebäude das Kombi-Darlehen Mittelstand mit Klimaprämie
Die Energiesparförderung BW unterstützt auch die Anschaffung von Solaranlagen, die Mittel sind jedoch schnell verbraucht. Deshalb brauchen interessierte Personen nicht auf Förderung verzichten, sondern greifen auf andere Fördermaßnahmen zurück wie etwa auf zinsgünstige Kredite oder auf die Solaroffensive der Stadt Stuttgart.
Fazit
Erneuerbare Energien zur Stromgewinnung zu nutzen – diesen Gedanken hatten bereits Forscher im 19. Jahrhundert. Die Forschungen zogen sich bis in die Mitte des 20. Jahrhunderts hin, bis es schließlich 1957 gelang, über die dänische Windkraftanlage Gedser Strom ins Netz einzuspeisen.
Zuvor nutzte die Raumfahrt Solarenergie, um etwa Satelliten mit Strom zu versorgen. Die Solarenergie kommerziell zu nutzen gelang 1982 in Kalifornien. Biomasse und Wasserkraft haben eine geringfügige Bedeutung bei der Nutzung erneuerbarer Energien.
Wer die erneuerbaren Energien für sich nutzen möchte, erhält auf Antrag durch Bund und Länder Förderungen, damit das Vorhaben zu finanzieren ist.