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Tichys Einblick in die Welt der Zahlen

Nachgerechnet: Was können wir von Sonnenenergie erwarten?

von Redaktion

14.11.2021

| Lesedauer: < 1 Minuten
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„Lassen Sie uns gemeinsam aktuelle Themen untersuchen, die von den Medien häufig erwähnt, aber selten erklärt werden“, so Dr. Hofmann-Reinecke in der Einleitung zur Video-Reihe „Tichys Einblick in die Welt der Zahlen“. Dort wird Physik anhand von Beispielen aus dem Alltag, anschaulichen Grafiken sowie Zahlen und Formeln erklärt.

Solarmodule verwandeln Sonnenstrahlen in Elektrizität. Bei einem jährlichen Strombedarf von 700 Watt pro Kopf wären in Deutschland für eine ausreichende Versorgung 400 Quadratkilometer Solarfläche nötig. Kein Problem! Oder doch?

Wir haben beim Physiker Dr. Hofmann-Reinecke nachgefragt: Wie viel können die Solarmodule wirklich leisten? Ist die von Politik und Werbeprospekten vorgegebene installierte Leistung in Wahrheit nur ein Etikettenschwindel?


Dr. Hans Hofmann-Reinecke studierte Physik in München und arbeitete danach 15 Jahre in kernphysikalischer Forschung. In den 1980er Jahren war er für die Internationale Atomenergiebehörde (IAEA) in Wien als Safeguards Inspektor tätig. Er lebt heute in Kapstadt.

Mehr zu dem Thema im Blog des Autors Think-Again 

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27 Kommentare

  1. Kann denn mal jemand in der Redaktion die unsinnige Angabe von 700 W pro Kopf richtigstellen?
    Macht sich nicht gut, in einem technischen Artikel mit solchen „Klöpsen“ aufzumachen.

  2. Ihre 11% Stimmen nicht.
    Bei Ihrer Rechnung fehlt das Gefühl, Schönrechnerei und ein Schuß Kempfert.
    Meine PVA liefert seit 15Jahren zwar die +- 11% aber dank EEG bekomme ich mit 63 C/kWh inkl. MWSt ca. das 12 fache des Börsenstrompreises. 12 x 11% = 1,32 – sprich der reale Nutzen meiner PV Fläche ist für mich nachher sogar größer wie der theoretisch mögliche.
    Also, mit den oben genannten drei Zutaten ist alles im Grünen Bereich.

  3. Naja, die Solaranlagen sind ja immerhin eingebunden in den Energiemix mit Windmühlen und Biogasanlagen. Erstere dienen zwar nicht dem Naturschutz und sind auch nicht biologisch abbaubar, und bei den Zweiten kenne ich nicht die Energiebilanz (Diesel, Dünger), sondern nur die Monokulturen gegen Artenvielfalt.
    Wir dürfen also mit Zuversicht nach vorne schauen, wenn wir nach dem Abschalten von Kohle,- und Kernkraftwerken uns wieder mal im Dunklen und Kalten zusammenkauern und über die Überreste einer zerstörten Wirtschaft wehklagen. Was sind schon Dunkelflaute und Kältepein gegen das erhabene Gefühl sich als die überlegene Klasse der Weltenretter zu wissen. Haltet durch und vertraut unseren Führenden, wir schaffen das!

    • Auch wenn die PVA „eingebunden in den Energiemix mit Windmühlen und Biogasanlagen“ sind, verbessert sich die Situation nicht merklich. So wie PVA um die 900 Vollaststunden im Jahr bringen, jene 11% von 8.760 Stunden des Jahres, so schneiden die WKA mit ca. 2.000 Vollaststunden (entspricht 23%) der installierten Leistung nur etwas besser ab. Dafür sind die Flauten in der Regel deutlich länger als Nächte. Nicht selten dauern sie länger als 5 Tage.
      Hinzu kommt, dass sich PVA und WKA keineswegs ergänzen. Jeder Bewohner einer tagsüber erwärmten Dachwohnung, der in lauen Sommernächten jeden noch so kleinen Windhauch herbeisehnt, wird ihnen das bestätigen. In der Regel bedarf der Wind Druckunterschiede in der Atmosphäre und die gibt es eher mit als ohne Sonne. Was nicht bedeutet, dass es nachts keinen Wind oder auch mal einen Sturm gibt, doch gibt es das viel seltener als Sie vermuten.
      Kurz: Ohne Speicher wird es allein mit PVA und WKA keine sichere Stromversorgung geben und mit Speicher ist sie nicht bezahlbar.
      Die Wasserkraftwerke und Biogasanlagen sind in Deutschland kaum noch ausbaubar und werden auf absehbarer Zeit kaum mehr als 8 bis 12 GW beisteuern können.
      Was wird kommen? Lastabwürfe, Spitzenglättung (alles Beschönigungen für das „Abschalten“) und der massive Zukauf von Atom- und Kohlestrom aus dem Ausland. Oder aber die Notzuschaltung von Reservekraftwerken. Raten Sie mal, womit die betrieben werden.

  4. Think Again aufrufen, dann Blog, dann encore-willkommen-bei-den-milchmadchen.

  5. Nur Thermische Sonnenenergienutzung bringt Vorteile. Wärme speichern! Das ist kostengünstig und absolut umweltfreundlich in kleinen Anlagen pro Haus möglich. Ohne Speicherung ist PV bloß ein Schaden.

    • Das ist kein Argument, sondern ein eher böswilliger Einwurf.
      Elektrische Nachtspeicherheizung für die Brauchwassererwärmung, entlud sich über Tag, wenn die Umwälzpumpe durchlief. Weiß ich seit 1970.

  6. Sehr schönes Unterrichtsmaterial! Gibt es diese hilfreiche Betrachtung auch für Wind, Nuklear und Kohle?

  7. Durch unsere PV-Anlage auf dem Dach erfahre ich eine signifikante Einsparung des Netzstromverbrauchs in unserem Wohn-und Geschäftshaus. (Mit aktuell allen Nachteilen für die Netze). Verbesserungspotential sehe ich dennoch in folgenden Vorschlägen: Die PV-Anlagen auch nach Osten und Westen ausrichten. Die PV – Anlagen in/an Hausfassaden integrieren um im Winter Verschneiung und gefrieren zu vermeiden (Es gibt auch farbige PV Anlagen nicht nur schwarz). Anreize schaffen um sich den Einspeisestrom nicht vergüten zu lassen sondern zur Brauchwassererwärmung im Haus zu nutzen, anstatt Gas/Öl zu verbrennen. Nutzung des Stromüberschuss durch regionale Power to Gas-Anlagen. Abschaffung der Einspeisevergütung, Anwendung das aktuell Italienische Modells, wo der Staat (EU / bzw der D Steuerzahler) dem Hausbesitzer die PV -Anlage vollumfänglich bezahlt.

    • Der ganze Plan macht doch aber nur dann Sinn, wenn man nicht zweigleisig fahren muss, um Strom verlässlich zu erzeugen. Wenn man also die Grundversorger abschalten kann. D wird das machen, aber es funktioniert einfach nicht.

      Wir setzen in D ein Projekt um nach dem Motto, was interessiert uns die Naturwissenschaft oder die Wirtschaftlichkeit. Kann man tun. Aber dann doch bitte erstmal im Kleinen. Solange es kein Haus gibt, kein Dorf, keine Gemeinde mitsamt Gewerbegebiet, in der dieses Try and Error Experiment glückt, kann doch selbst ein Physik- und Chemie-erforsche-ich neu-Anhänger, ein Anhänger von Versuch und Irrtum nicht eine ganze Gesellschaft umstrukturieren.

    • Leider skaliert ihr Modell nicht ausreichend. Ein Kleinverbraucher wie ein Einfamilienhaus lässt sich nicht auf den Bedarf eines Industrielandes hochrechnen.
      Sie mögen in einem Einfamilienhaus über das Jahr weniger Netzstrom beziehen – die Analogie mit einer Großstadt oder einem Industriestandort verbietet sich jedoch, da sie dort ein ganz anderes Bedarfsverhalten haben. Wenn Sie persönlich des Nachts ihre Beleuchtung abschalten bzw. keine Verbraucher betreiben, ist dies ok – für eine Großstadt oder einen Industriebetrieb ist es nicht möglich.
      Dies ist der große Fehler der Energiewende-Apologeten – sie sehen das Bedarfsverhalten von der Warte privater Kleinstnutzer und schreiben diese Erfahrung für den Gesamtbedarf fort.
      Die Power2Gas-Komponente will ich nicht diskutieren – bei einem Wirkungsgrad dieses Systems von unter 20% wäre die daraus resultierende Stromversorgung so teuer, das sich nur noch die Eliten elektrische Beleuchtung leisten könnten. Wir wären wieder im Zeitalter des Feudalismus.

  8. Solar macht absolut Sinn, WENN die Herstellung der Anlage weniger Energie verbraucht, als sie später liefert und die Wärmepumpe, die E-Auto-Aufladung, die Waschmaschine, die Klimaanlage tagsüber bei Sonne eingeschaltet werden. Gleiches gilt für Windanlagen bei Wind.
    Aber für die sonnen- und windlosen Zeiten braucht es eben Atomstrom, wenn wir CO2-frei werden wollen

    • Oder etwas mehr Atomstrom und keinen Sondermüll aus Wind- und Solaranlagen …

  9. Was Germoney dringend braucht ist nicht Klimawandel, erneuerbare Energie!

    Sondern: Germoney muss dringend den Geburtenüberschuss aus allen und sämtlichen Armuts- und Elends-Regionen des gesamten Planeten aufnehmen und diese 3 bis 5 Milliarden armen Menschen ein lebenslanges Rundum- sorglos Paket aus Wohnung und Geld staatlich garantieren!

    Es geht nicht, dass man in Germoney Solar-, Windenergie Anlagen finanziert, explodiert die 3te und 4te Welt wegen Geburtenüberschuss (am meisten in Afrika) aus allen Nähten!

    Warum können A. Baerbock und R.Habeck nicht mal auf einen Schlag 2- 4 Milliarden arme Menschen nach Germoney hinein holen (mit Flugzeugen abholen), und diesen armen Menschen rundum sorglos Paket staatlich garantieren?

    Dann gäbe es wieder Platz in Afrika für die weiteren folgenden Geburtenüberschüsse, die nächsten 2 bis 4 Milliarden Babies in Afrika.

  10. Ein schönes, kurzes prägnantes Format. Genau richtig um durch Verlinkung ein paar fundierte Watschn und Nachhilfe im debil angegrünten Bekanntenkreis zu verteilen.
    Vielen Dank dafür an die Redaktion und Herrn Dr. H-R

    (wobei die Solartechnik natürlich trotzdem ihre Berechtigung hat bzw. behält, aber eben anders als Beworben)

  11. Verstehe jetzt das Problem nicht. Selbst ohne Einspeisevergütung ist die private PV Anlage ohne Subvention ein Selbstläufer der spätestens nach 15 Jahren lukrativ ist und aufgrund der Module auch danach noch lange weiterläuft. Ob die Sonne nun meine Tonziegel erwärmt oder Strom generiert spielt doch bezogen auf den Wirkungsgrad keine Rolle. Fakt ist, dass im Sommer damit ne ganze Menge Energie (für mich) erzeugt werden kann. Im Winter halt nicht. Und da inzwischen knapp 50-100kwh Pufferspeicher bei jedem E-Auto potentiell in der Garage stehen können müsste man nichtmal einen Hausspeicher installieren um im Sommer Überschussladung loszuwerden. Insbesondere die Dienstleistungsberufe die jetzt seit fast 2 Jahren im Home-Office sind haben das Argument beseitigt, dass der Wagen ja im Sommer nie geladen werden kann weil man nicht zuhause ist. Das stimmt ja nicht mehr.
    PV Fläche ist massenhaft in Deutschland vorhanden auch ohne das man zusätzliche Flächen versiegelt, einfach aufs Dach packen. Natürlich lößt es das Herbst / Winter Problem nicht, aber es lößt das Sommer Problem. Einen Mittelwert zu bilden macht hier keinen Sinn. Es geht darum die Abhängigkeit von Öl/Gas herunterzufahren und im Sommer ist das mitunter durchaus möglich. Aber wir Deutschen brauchen ja immer eine 105% Lösung für alles. Vorher fangen wir gar nicht erst an.

    • Sie wissen schon, dass nach Ihrer Vorstellung zwei komplett funktionsfähige Stromsysteme vorgehalten werden müssen. Idealerweise würden also bei günstigen Bedingungen die Alternativenergien angezapft. Bleiben diese gänzlich oder teilweise aus (z.B. Nachts, Windstille), müsste auf die Zuverlässigen zurückgegriffen werden.
      …und „Aber wir Deutschen brauchen ja immer eine 105% Lösung für alles. Vorher fangen wir gar nicht erst an.“… stimmt doch gar nicht.
      Die Deutschen – besser, die kopflosen Ideologen- haben nämlich überhaupt noch keine Lösung bzw. Konzept und fangen trotzdem an. Sie wollen nämlich die wahren Zuverlässigen abschalten – damit dann gar nichts mehr funktioniert.

    • Das Auto kann nur Pufferspeicher sein, wenn es absichtsvoll wenig geladen rumsteht, um überhaupt Überschüsse aufnehmen zu können. Dann ist es jedoch nutzlos als Fortbewegungsmittel. Die Gesamtüberlegung setzt ein eigenes Haus voraus und stellt die Frage nicht, wie man denn im Winter mit dem Auto fahren kann, wenn die sommerliche Überschußenergie sich in eine winterliche Bedarfsunterdeckung verkehrt hat. Die vielen Mieter in den Städten, die am ehesten kurze Wege haben, für die sich die Batterieautos eignen würden, haben keine Ladestationen zur Verfügung, und die Batterieautos dürfen nicht in die Tiefgaragen, weil sie brennen könnten. Der Bewohner der ländlichen Gegenden, der häufig einpendelt in die Metropolen, kommt mit den geringen Reichweiten bei Frost nicht gut klar, wenn am Arbeitsplatz nicht nachgeladen werden kann.
      Ich bin der Auffassung, daß man derzeit die fragilen und durch Kraftwerksabschaltungen demnächst überforderten Stromnetze schützen muß, indem man die Mobilität weiterhin über hochentwickelte, kraftstoffsparende und umweltfreundliche Dieselfahrzeuge gewährleistet. Wie so oft, ist eine vernünftige Lösung das Gegenteil von dem, was staatlicherseits verkündet wird!

    • Das ist sicher sinnvoll, nur in der Praxis nicht so einfach. Wenn man sich einen größeren Speicher als etwa 10 kWh in den Keller stellen möchte, wird man zum Energieunternehmer mit all der Bürokratie, die dazu gehört, einschließlich Finanzamt. Das ist Deutschland. Selbst im Sommer ist es auch so, dass Sie Ihr E-Auto allein mit den Solarpaneelen nicht geladen bekommen (mal ein durchschnittliches EFH angenommen), die eher schlappen Batterietypen verlangen mindestens 40 oder 50 kWh.

    • Genau diese naive Vorstellung lässt sich nicht ausrotten.

      Sie sagen damit ganz klar, dass D zwei Systeme braucht. Eins, das uns über den Sommer bringt und eins für den Winter und für all die anderen Gelwgenheiten, wo wir das Zweitsystem im Sommer brauchen. Nur das ist nicht das Ziel. Und zudem teuer und ohne Speicher für das Winterhalbjahr = 6 Monate! funktioniert es nicht.

      Auch die Antwort auf die Frage, funktioniert Solar im Sommer, finden Sie im Vortrag.

      Zudem sind Subventionen immer ein Zeichen, ob etwas funktioniert. Es gibt keine Subventionen für E-Bikes. Wohl aber für Wind und Sonne. Es ist so viel Subventionsgeld = von uns erarbeitetes Geld im Spiel, dass die Gewinner extrem daran interessiert sind, dass dieses Geld weiterhin fliesst. Auch gegen die Physik. Könnten Sie mal vorrechnen, wie sich Ihr Modul ohne Subventionen rentiert?

      In diesem Vortrag ging es zudem nicht um Öl und Gas, sondern um Strom. Um den Strom, den wir aktuell in D benötigen.

      Das Problem ist doch, dass unsere gesamte Stromerzeugung auf Wind und Sonne ausgerichtet werden soll. Und das die Energieerzeuger, die grundlastfähig sind (sie erzeugen auch für Sie den Strom, wenn Ihr Solarpaneel schweigt), vom Netz genommen werden.

      Der zweite Schritt wäre das, wovon Sie reden, nämlich Öl und Gas zu reduzieren. Sie meinen damit die Erzeugung von heissem Wasser und von Heizwärme. Weg von Öl und Gas hin zum Strom. Damit käme ein zusätzlicher Strombedarf auf D zu. Wie soll das für die Gesellschaft funktionieren, wenn bereits der aktuelle Strombedarf nicht mit Sonne und Wind gedeckt werden kann.

      Ganz zum Schluss kommt dann zusätzlicher Strombedarf für die E-Mobilität auch noch oben drauf.

      Ihre Speichervorstellung ist eine Utopie. Aber vielleicht gibt es dazu ja auch noch ein Video.

      Vielleicht ja auch eins, in dem das Gesamtkonzept Erzeugung durch Wind und Sonne mitsamt Speicher behandelt wird.

      Bis dahin gibt es weitere sachliche Informationen von Prof. Sinn:
      https://m.youtube.com/watch?v=DKc7vwt-5Ho
      https://www.hanswernersinn.de/de/themen/Energiewende

    • Sie haben recht, für den rechnenden Privatmann macht es durchaus Sinn sich eine geförderte Solar Anlage anzuschaffen und damit ein gefördertes E Auto aufzuladen und mit dem Rest die eigene Stromrechnung etwas zu reduzieren. Bei den aktuellen Strompreisen und im Süden allemal. Volkswirtschaftlich gesehen ist es unsinnig. Da wäre Nuklear viel sinnvoller.

    • Nach 15 Jahren haben Sie also das investierte Geld zurück, glauben Sie. Ein Bombengeschäft, das Sie da mal so ganz nebenbei machen. Die Gestehungskosten sind nach aktuellen Online-Rechnern bei ungefähr 13 Cent/kWh, die Einspeisevergütung liegt bei maximal 8 Cent aktuell Tendenz sinkend bei Anlagen bis 10 kW. Darüber zahlen Sie für den Eigenverbrauch und es gibt entsprechend weniger Vergütung. Was machen Sie im Sommer mit Ihrem Strom sinnvollerweise? Den Pool beheizen, die Garage mit Klimaanlage herunterkühlen, die Pumpe für einen Wasserfall im Garten betreiben, jeden Abend Lichterfest, die Wäsche im Trockner statt bei 30 Grad im Schatten trocknen? Photovoltaik rechnet sich für Privat gerade noch, wenn man prozentual einen hohen Eigenverbrauch hat. Berechnen Sie Ihren Strombrauch im Sommer und dann wissen Sie, wie viel kW ihre PV-Anlage leisten darf, damit es sich gerade noch lohnt. DENN: Viel bringt nicht viel.

  12. Nachgerechnet: Was können wir von Sonnenenergie erwarten?“
    in jedem Fall viel Fördergelder also Subventionen für Hausbesitzer, Bauern und Grundbesitzer die Äcker, Flächen für Solarparks zur Verfügungen stellen, alles Firmen die Fläche für Solar zur Verfügung stellen ….

  13. Das ist Satire, oder? So eine sinnfreie Fragestellung kommt nichtmal von den Grünen, hoffe ich. Jedenfalls nicht von allen.
    Klar kann PV bei installierter Nennleistung von > 50GW einen signifikanten Beitrag in der hellen Jahreszeit leisten … wenn die Sonne scheint.
    Schon nachts ist der Beitrag Null und wir sind nicht in der Lage, den Überschuss für die Nacht zu speichern. Es ist auch nicht ansatzweise möglich, den Überschuss aus dem Sommer für das Winterhalbjahr zu speichern.
    Es sei denn, man denkt über Power to Gas/Liquid Technologien nach. Das ist leider ineffizient und damit nicht bezahlbar.
    Die Antwort unserer grünen oder ergrünten Politiker ist jetzt: Wir müssen die erneuerbaren Energien schneller ausbauen. Na dann, Glück Auf!

    • Dieser „Power to X“-Unsinn ist die Wunderwaffe der Grünen. Und genau wie die Wunderwaffen des Führers, bleiben auch diese nebulös und materialisieren sich nicht. Seit gefühlten 20 bis 30 Jahren schwätzen die Grünfriede nun von dieser Idee, die bestenfalls im Labormaßstab funktioniert und niemals bezahlbar sein wird. Niemals bezahlbar sein kann. Und damit ist unter vernünftigen Menschen das Thema eigentlich ausreichend behandelt. Leider gibt es davon bei den Grünen und Grünen im Geiste keine mehr.

      • Das ginge schon, unter der Voraussetzung, daß man den nötigen Prozessstrom in KKW’s erzeugt. Das ist aber nicht angedacht bei Grünen.

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