Dieser Audiobeitrag wird von der Universität Erlangen-Nürnberg präsentiert.

Professor Thomas Fauster ist Lehrstuhlinhaber für Festkörperphysik an der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg.

Hier forscht er mit seinem Team an effizienteren Solarzellen aus umweltfreundlichen und günstigen Materialien.

Sie sollen mehr Strom erzeugen können als herkömmliche Silizium-Solarzellen.

Sehr geehrte Damen und Herren, in der öffentlichen Diskussion wird gerne und viel von der Energiewende geredet.

Gemeint ist damit die Energieversorgung der Zukunft.

An vielen Stellen erkennen und spüren wir die Grenzen und Probleme der derzeitigen Energieversorgung.

Das einzig sinnvolle Ziel kann nur der Aufbau einer nachhaltigen Energieversorgung sein.

Das Ziel der Nachhaltigkeit beinhaltet gleichzeitig die Reduktion des Verbrauchs der fossilen Energieträger Kohle, Erdöl und Erdgas.

Diese Ressourcen sind begrenzt und nicht in einem nachhaltigen Kreislauf einsetzbar.

Eine Abkehr von fossilen Energieträgern verringert gleichzeitig den Kohlendioxidausstoß in die Atmosphäre.

Und diese Reduktion ist unverzichtbar, um die globale Erwärmung auf ein beherrschbares Maß einzudämmen.

Die wichtigste nachhaltige Energiequelle, die uns zur Verfügung steht, ist die Sonne.

Unser gegenwärtiger Energieverbrauch beträgt etwa ein Zehntausendstel der von der Sonne tatsächlich bei uns ankommenden Energie.

Daher sollte es eigentlich keine Energieempässe geben.

Wir nutzen lediglich die zur Verfügung stehende Energie nicht genügend, beziehungsweise nicht genügend intelligent aus.

Im Folgenden konzentrieren wir uns hier auf die Stromerzeugung durch die Sonne.

Die elektrische Energie als Strom ist die vielseitigste Energieform.

Sie lässt sich leicht transportieren, kann auch für die verschiedensten Energiefäcke eingesetzt werden.

Lediglich die Speicherung ist schwierig, denn sie bewegt sich letztendlich mit Lichtgeschwindigkeit, die elektrische Energie.

Die Sonne treibt aber auch die Kreisläufe von Wasser und Wind an, die wir im Klima sparen.

Diese Kreisläufe können wir nutzen, um in Wasser- und Windkraftwerken die mechanische Energie zu gewinnen.

Mit Generatoren können wir dann die elektrische Energie erzeugen.

Wasserkraft gibt es schon lange, wie das Foto hier zeigt, das ist das älteste bayerische Laufwasserkraftwerk von 1891, das immer noch in Betrieb ist.

Da es Wasserkraftwerke schon lange gibt, ist ihr Potential auch weitgehend ausgeschöpft.

Es gibt kaum noch umweltverträgliche Standorte für neue Wasserkraftwerke.

Der Vorteil der Wasserkraft ist die im Wesentlichen ständige Verfügbarkeit.

Und in Stauseen kann ich sie auch relativ effizient speichern und dann das Wasser wieder ablassen, um Strom zu gewinnen, wenn der Bedarf da abläuft.

Windkraftwerke gibt es auch schon sehr lange, und zwar in Form von Windmühlen.

Früher wurde nur die mechanische Energie zum Malen von Getreide oder, wenn wir an Holland in die Niederlande denken, zum Pumpen von Wasser genutzt.

Heute gibt es große Windparks zur Stromnutzung und Stromerzeugung.

Diese Entwicklung wurde erst durch leistungsfähige Wechselstromumrichter in den letzten Jahrzehnten möglich,

denn die Windräder drehen sich schließlich nicht immer synchron zur Netzfrequenz,

und deswegen muss man etwas Aufwand treiben, um den Strom wieder einzuspeisen in unser Netz.

Wind gibt es fast überall, leider aber nicht immer gleich stark.

Daher ist die Speicherung und die Verteilung der Windenergie oder der von den Windkraftwerken gewonnenen Energie über große Entfernung ein Thema der laufenden Diskussion.

Natürlich ist es das Beste, wenn wir die Sonnenenergie direkt in die energetische Energie umwandeln können.

Das passiert in den Solarzellen in der Photovoltaik.

Und hier sehen Sie ein typisches Beispiel von einem Solarzellendach, wie Sie es alle kennen, wie es es in der Bundesrepublik Deutschland gibt.

In unserem EFI-Projekt erforschen wir die Grundlagen neuerlicher Solarzellen.

Daher konzentriere ich mich auch im weiteren Verlauf des Vortrags nur auf diese Form der Energieerwinnung durch die Sonne.

Aber der Energiemix der Zukunft braucht natürlich auch die anderen Formen der Energieerzeugung, wie Windkraftwerke und Wasserkraftwerke.

Ich habe schon von den Wind- und Wasserkraftwerken ein paar Vorteile und Nachteile aufgezählt.

Alle haben ihre spezifischen Vor- und Nachteile.

Und ein Vorteil von Solarzellen ist, es gibt keine beweglichen Teile und deswegen sind die nicht so stark.

Und ein Vorteil von Solarzellen ist, es gibt keine beweglichen Teile und deswegen sind sie auch weitgehend wachungsfrei.

So, jetzt habe ich so ungefähr eingeführt in das Gebiet, was wir haben wollen, dass wir uns mit Solarenergie beschäftigen wollen.

Aber um das Potenzial der Photovoltaik zu erkennen und zu verstehen, was wir damit in der Energieversorgung machen können,

müssen wir uns das Spektrum des Sonnenlichts mal einfach mal anschauen.

Die Abwertung zeigt also die Intensität der Sonnenstrahlung für verschiedene Wellenlängen des Lichts.