Die Stromerzeugung durch Solarenergie bietet weltweit große Chancen. Trotz ihres großen Angebots stößt die flächendeckende Nutzung von Solarenergie jedoch auf Herausforderungen, die durch Faktoren im Zusammenhang mit ihrer Verfügbarkeit, dem sogenannten Verfügbarkeitsfaktor, beeinflusst werden. Im Folgenden finden Sie einige wichtige Definitionen der Verfügbarkeit:
1. Theoretische Verfügbarkeit
Die Sonnenstrahlen versorgen die Erde täglich mit enormen Mengen an Sonnenlicht, von denen etwa die Hälfte von der Atmosphäre reflektiert wird. Die Erde absorbiert jährlich rund 3,850,000 Exajoule Sonnenenergie . Bemerkenswerterweise übersteigt die in einer Stunde absorbierte Energiemenge den jährlichen Energieverbrauch der gesamten Menschheit.
2. Verfügbarkeit tagsüber
Obwohl Solarenergie nahezu unerschöpflich erscheint, schränkt die Erdrotation ihre kontinuierliche Nutzung erheblich ein. Regionen in Polnähe weisen zwar längere Tageslichtstunden auf, jedoch nur einen Teil des Jahres; zu anderen Zeiten ist die Sonneneinstrahlung geringer. Um diesem Problem entgegenzuwirken, nutzen einige Solaranlagen Energiespeichersysteme, die überschüssige Energie in Schwachlastzeiten speichern und sie in Spitzenzeiten oder über Nacht wieder abgeben.
3. Atmosphärische Effekte
Die Bewölkung hat einen erheblichen Einfluss auf die Verfügbarkeit von Solarenergie. Unternehmen, die große Solaranlagen planen, bevorzugen Standorte mit historisch niedriger Bewölkung und geringer Luftfeuchtigkeit . Regionen mit niedriger Luftfeuchtigkeit, seltenen Niederschlägen und wenigen bewölkten Tagen, wie der Südwesten der USA, afrikanische Wüsten und weite Teile Australiens, maximieren die nutzbare Solarenergie.
4. Latitude
Die Nähe eines Ortes zum Äquator korreliert direkt mit der Menge an Sonnenenergie, die er erzeugen kann. Je größer der Einfallswinkel der Sonne auf die Erdoberfläche ist, desto mehr Sonnenenergie erreicht die Oberfläche, anstatt von der Atmosphäre reflektiert zu werden. Daher absorbiert das Gebiet der Erdoberfläche zwischen dem nördlichen und südlichen Wendekreis die meiste Sonnenenergie im Laufe des Jahres.
5. Stromübertragungsinfrastruktur
Optimale Solaranlagen gedeihen in Gebieten mit reichlich und konstantem Sonnenlicht . Allerdings weisen diese Gebiete oft eine geringe Bevölkerungsdichte und eine unzureichende Stromübertragungsinfrastruktur auf. Daher integrieren Unternehmen, die große Solarprojekte realisieren, häufig auch den Bau von Stromübertragungssystemen, um die bedürftigen Gebiete effizient mit Strom zu versorgen.
Verfügbarkeit von Solarenergie
Die Verteilung und Stärke der Sonneneinstrahlung auf der Erdoberfläche verändern sich mit der Tageszeit und dem geografischen Standort. Im Allgemeinen erreicht die Sonneneinstrahlung an einem bestimmten Ort ihre maximale Intensität mittags an klaren, wolkenlosen Tagen, wenn die Sonne ihren höchsten Stand am Himmel erreicht.
Siehe auch: Was ist ein Solargarten?
Verfügbarkeit im Bereich Energiesicherheit
Die IEA definiert Energiesicherheit als die kontinuierliche Verfügbarkeit von Energiequellen zu einem angemessenen Preis. Dieses Konzept hat mehrere Dimensionen. Im Hinblick auf langfristige Energiesicherheit liegt der Schwerpunkt auf rechtzeitigen Investitionen, um den Energiebedarf unter Berücksichtigung wirtschaftlicher und ökologischer Faktoren zu decken. Kurzfristige Energiesicherheit hingegen konzentriert sich auf die Fähigkeit des Energiesystems, schnell auf abrupte Verschiebungen im Angebots-Nachfrage-Gleichgewicht zu reagieren.
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