Abgeschaltet

Libyen politisch entwickeln, die über große Ressourcen an fossilen Rohstoffen (Erdgas und Erdöl) verfügen. Gehen wir davon aus, dass sich auf Dauer demokratische Gesellschaftsordnungen etablieren und die fossilen Reserven schmelzen, so besteht hier mittelfristig sicher das Potenzial zu einer energiewirtschaftlichen Zusammenarbeit mit Europa. Nur gilt auch hier: Von heute auf morgen, also bis 2020, sind keine Wunder zu erwarten.
WARUM IN DIE FERNE SCHWEIFEN?
    Neben den solartechnischen Kraftwerken zur Stromerzeugung steht noch die klassische »kleine« Solarthermie, die in den letzten Jahren etwas unter die Räder gekommen ist, weil sich Politiker, Medien, Handwerker und Hausbesitzer auf die Photovoltaik gestürzthaben. Statt Strom aus dem Sonnenlicht mit Kollektoren warmes Wasser zu gewinnen, ist nicht abwegig. Schon mit sechs Quadratmeter Fläche lässt sich der Warmwasserbedarf einer vierköpfigen Familie im Sommerhalbjahr zu 100 Prozent decken. Und bezogen auf das ganze Jahr sind es immerhin 60 Prozent. Die tageszeitliche Verschiebung zwischen maximaler Produktion und Nutzung stellt kein Problem dar: Wer nicht um ein Uhr mittags duschen will, wird auch abends noch warmes Wasser vorfinden, weil sich Wasser generell sehr gut isolieren lässt.
    Die Technik für die klassische Solarthermie ist vergleichsweise simpel und daher sehr ausgereift. Vereinzelt gibt es aber doch immer wieder Vorschläge für weitere Verbesserungen. So hat sich ein Forscher am Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme überlegt, wie er den Wirkungsgrad der Anlagen verbessern kann. Kernstück einer solarthermischen Anlage ist der Kollektor, der in der Regel aus einem stark lichtabsorbierenden Glas und einem darunter liegenden Luft-Wasser-Wärmetauscher besteht: einem Kasten also, in dem sich die Luft stark erhitzt und die Wärme an das Wasser weitergibt, das in Kanälen durch den Kasten geführt wird. Wie gut die Wärmestrahlung von der Luft in das Wasser übergeht, hängt stark davon ab, wie gleichmäßig die Wasserkanäle durchströmt werden. Sehr viele kleine Äderchen wären also das Optimum. Die Gesamteffizienz der Anlage ist außerdem davon abhängig, wie viel Energie für das Pumpen des Wassers aufgewendet werden muss – was für möglichst große Durchschnitte und wenig Kurven spricht. In der Vergangenheit haben Ingenieure die Verteilung der Kanäle vor allem entsprechend der Erfahrung und der Herstellbarkeit vorgenommen. Der neue Ansatz orientiert sich an natürlichen Systemen, die das gleiche Problem zu lösen haben: Gefäße in Tieren und Pflanzen. Solche natürlichen Kanäle lassen sich mathematisch mit Fraktalen beschreiben. Wendet man diese recht komplizierten Formeln auf die besagten Wasserkanäle an, so kommen ungewöhnliche, sehr formschöne Verläufe heraus – und mehr warmes Wasser.
    Ebenfalls nur Wasser und Sonnenlicht benötigt man für eine revolutionäre Maschine, die Dan Nocera, Professor für Energie und Chemie am MIT, entwickelt. Eigentlich handelt es sich um ein künstliches Blatt, das wie sein natürliches Vorbild Wasserstoff aus Sonnenlicht und Wasser erzeugt, aber zehnmal so effizient arbeitet. Der Wasserstoff wird in einem kleinen Tank gespeichert und dann in einer Brennstoffzelle verstromt. Vier Liter Wasser sollen reichen, um in sonnenreichen Staaten den Tagesbedarf an Elektrizität für eine Familie zu erzeugen. Mit dem indischen IndustriemagnatenRatan Tata hat Nocera einen Verbündeten für eine Kommerzialisierung seiner Idee gewonnen. Für Schwellenländer mit schwachem Stromnetz ist jede Form der dezentralen Energieversorgung potenziell ein gutes Geschäft.
    Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, dass man die Wärme der Sonne auch nutzen kann, um ein Gebäude im Sommer schön kühl zu halten. Das ist keine Zauberei, sondern Physik. Deshalb schwitzen wir Menschen, wenn es heiß ist: Der Schweiß auf der Haut verdunstet unter Wärmezufuhr, die Wärme entschwindet mit dem dann gasförmigen Wasser in der Luft. Genau diesen Effekt nutzt die Verdunstungskühlung, die jedoch nur wenige Grad Linderung bringt. Um vollverglaste Großraumbüros oder Besprechungsräume im Sommer kühl zu halten, muss man zunächst Energie zuführen, um ausreichend Wasser aus der Luft kondensieren zu lassen. Bei der sorptionsgestützten Kühlung kann man dazu solarthermisch erhitztes Wasser nutzen. Außerdem wird die zugeführte Luft getrocknet, damit sie möglichst viel Feuchtigkeit aufnehmen kann. Eines der ersten