Wind oder Sonne: Welche Energiequelle ist effizienter?

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Windkraft und Solarenergie sind die beiden Standardträger der Bewegung für erneuerbare Energien. Sie sind beide reichlich vorhanden und produzieren nach ihrer Installation keine Treibhausgase, was die Luftqualität verbessert und den Weg zur Bekämpfung der globalen Erwärmung ebnet. Außerdem sind sie mittlerweile in den meisten Ländern erschwinglicher als fossile Brennstoffe, deren Preise stark schwankenden Preisschwankungen unterliegen. Wind und Sonne sind Öl und Kohle in fast jeder Hinsicht überlegen, aber wie schneiden sie im Vergleich ab? Obwohl beide für sich genommen produktiv sind, hat der Wind aus einem ganz einfachen Grund den Vorteil.

Turbinen wandeln etwa die Hälfte der Windenergie, die durch sie hindurchströmt, in Elektrizität um, aber Sonnenkollektoren wandeln nur etwa ein Fünftel der Sonnenenergie, die sie erreicht, in Elektrizität um. Derzeit ist die Windturbinentechnologie einfach effizienter als die Solarpaneltechnologie. Man könnte jedoch argumentieren, dass Energieeffizienz nur einen Teil der Gesamtwirksamkeit dieser beiden Technologien ausmacht. Ehrlich gesagt sind Wind- und Solarenergie schwer zu vergleichen, da sie jeweils völlig unterschiedliche Bedürfnisse erfüllen.

Neben der Effizienz von Turbinen im Vergleich zu Solarpaneelen ist der zweitgrößte Vorteil der Windkraft ihre Verfügbarkeit. Moderne Windkraftanlagen können bereits bei Windgeschwindigkeiten von nur 6 Meilen pro Stunde Strom erzeugen, was vom Nationalen Wetterdienst als „leichte Brise“ eingestuft wird. Die Stromproduktion steigt mit der Windgeschwindigkeit und stoppt erst, wenn der Wind gefährlich stark wird. Im Gegensatz zu Kraftwerksabschaltungen erfolgen Änderungen der Windgeschwindigkeit im Allgemeinen allmählich und vorhersehbar.

Die Windturbinentechnologie schreitet stetig voran, um noch größere Energiemengen zu nutzen. Nach Angaben des Weltwirtschaftsforums ist die Höhe von Windkraftanlagen in den letzten zwei Jahrzehnten um durchschnittlich 59 % gestiegen. Dieser Wert ist wichtig, da die Windgeschwindigkeit in der Höhe höher ist. Objekte auf dem Boden, wie Gebäude und Bäume, behindern den Windfluss, verlangsamen ihn und liefern weniger Energie für Windkraftanlagen. Aus dem gleichen Grund werden Offshore-Windparks (insbesondere die größten in China) in Zukunft ein wichtiger Bestandteil des Energiesektors sein.

Der große Nachteil der Windenergie besteht darin, dass man eine Windkraftanlage nicht einfach überall aufstellen kann. Sie müssen frei von Hindernissen sein und zu viel Lärm erzeugen, um in der Nähe von Gemeinden zu sein. Obwohl sie effizienter als Solarmodule sind, sind sie nicht so vielseitig und nicht so einfach zu installieren. Aus diesen Gründen wird Windenergie fast ausschließlich im industriellen Maßstab und nicht für die Installation in Privathaushalten genutzt (obwohl es einige kleine Windkraftanlagen für Privathaushalte gibt).

Solarenergie ist nicht nur weniger effizient als Windenergie, sie ist auch weniger verfügbar. Obwohl eine Windkraftanlage bereits mit einer leichten Brise Strom erzeugen kann, können Solarmodule nur dann Energie sammeln, wenn sie direktes Sonnenlicht erhalten. Das bedeutet, dass sie ganz gezielt auf die Sonne ausgerichtet sein müssen und nachts oder an stark bewölkten Tagen nicht funktionieren. Dies, gepaart mit einem viel geringeren Wirkungsgrad, lässt Sie vielleicht denken, dass Solarenergie eine völlige Verschwendung ist, aber sie hat auch einige heimliche Vorteile gegenüber Windkraft.

Sonnenkollektoren sind viel einfacher zu installieren und zu warten als Windkraftanlagen, wodurch sie für den Heimgebrauch leichter zugänglich sind (vielleicht können Sie sie bald sogar an Ihren Fenstern installieren). Die Installation von Solarmodulen für ein ganzes Haus kostet normalerweise zwischen 10.000 und 30.000 US-Dollar, eine einzelne Windkraftanlage kostet jedoch zwischen 2 und 4 Millionen US-Dollar. Die Einfachheit und Kosteneffizienz von Solarmodulen ist wohl der Hauptgrund dafür, dass die Solarenergie in den USA erstmals die Kohle überholt hat.

Andererseits besteht ein weiterer Nachteil der Solarenergie darin, dass Solarmodule aus Silizium und verschiedenen seltenen Metallen hergestellt werden, die durch Bergbau gewonnen werden. Da der Bergbau einen großen Beitrag zum Klimawandel leistet, ist die Herstellung von Solarmodulen mit erheblichen Kosten verbunden. Vor diesem Hintergrund ist neben allem, was wir hier behandelt haben, klar, dass Wind der König der sauberen Energie ist.