Anmelden

Sonnenkraft – Geschichte

 

Quelle: Achmed A. W. Khammas (Buch der Synergie)

Sobald von alternativen oder erneuerbaren Energien die Rede ist, wird als erstes an die Sonne gedacht, und sicherlich auch aus psychologischen Gründen. Die tiefgehende Vermischung der Denkfelder ‚Sonnengott’ und ‚allgemeine Machtstrukturen’ ist von Lewis Mumford in seinem umfangreichen Buch Mythos der Maschine ausführlich dargestellt worden. Hinzu kommt, daß sich auch die Medien in erster Linie mit der Sonnenergie – oder Solarenergie – beschäftigen, da ihre Nutzanwendungen unter allen Alternativenergien die am weitest verbreitetsten ist.

Was die Sonne energetisch so anziehend macht ist, daß sie jeden morgen verlässlich wieder ‚aufgeht’ und ihre Strahlung neu zur Verfügung stellt. Die primäre Energieleistung senkrechter Sonnenstrahlung auf einen Quadratmeter beträgt 1,4 kW (Solarkonstante). Von der Strahlungsleistung der Sonne auf Meereshöhe entfallen etwa 4 % auf den UV-Bereich (< 400 nm) und jeweils etwa 48 % auf den sichtbaren (400 bis 750 nm) und den Infrarot-Bereich ( > 750 nm).

Karikatur: Stromkabel führen aus der Sonne heraus zu Strommasten

Die Gesamteinstrahlung, welche die Erde pro Jahr erreicht, beträgt etwa 1,5 x 1018 kW/h pro Jahr, also das 30.000-fache des Energieverbrauchs der gesamten Menschheit (Stand 1980). In dem Buch Solare Weltwirtschaft geht der Autor Hermann Scheer von dem 16.000-fachen aus (Stand 1999), vermutlich aufgrund des inzwischen stark zugenommenen globalen Energieverbrauchs. In anderen Quellen wird sogar von einem nur 10.000-fachen Energieeintrag geredet – doch in jedem Fall ist es noch immer ausreichend für alle Anforderungen der Gegenwart und nahen Zukunft.

Nicht vergessen werden darf, daß die gesamten fossilen, nichterneuernden Energieträger den wissenschaftlichen Erkenntnissen zufolge nichts anderes als gespeicherte Sonnenenergie darstellen, sowie daß eine Vielzahl der physikalischen Abläufe im mikro- wie im makroskopischen Sinne direkt oder indirekt mit der Sonnenenergie in Beziehung stehen. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit soll allerdings nur die direkte Einwirkung bzw. Nutzung betrachtet werden.

Inzwischen steht die Sonne auch immer stärker im Mittelpunkt energiewirtschaftlicher und energiepolitischer Betrachtungen. Außerdem gibt es – zumindest bei der Bevölkerung der mittel- und nordeuropäischen Industrienationen – einen weitgehend unbefriedigten ‚Sonnentrieb’, der möglicherweise ebenfalls zur besonderen Attraktivität dieser Energieform beiträgt…

Geschichtlicher Rückblick (Frühzeit bis 1900)

Die Omleken nutzen schon vor über 3.000 Jahren in Zentralamerika Parabolspiegel aus Magneteisen als Feuerzeuge. Und in den Ruinenstätten von Ninive in Mesopotamien wurden einfache Brenngläser gefunden, die etwa aus dem 7. Jahrhundert vor Christus stammen.

Seit wann es schon Sonnenuhren gibt – die ja auch eine Art ‚Solartechnik’ darstellen, wenn auch nicht energetischer Natur – ist nicht genau bekannt, man geht aber davon aus, daß schon die Urmenschen vor einigen zehntausend Jahren die unterschiedliche Schattenlänge von in den Boden gesteckten Stäben kannten (Gnomon). Gesichert ist jedenfalls daß die Sonnenuhr nicht von einer Person an einem bestimmtem Ort, sondern von mehreren Menschen rund um den Erdball gleichzeitig und unabhängig voneinander erfunden wurde. So benutzten die Sumerer beispielsweise Sonnenuhren, die den Schatten auf ein kreisförmiges Erdziffernblatt warfen, welche aber noch keine Ziffern, sondern keilförmige Markierungen hatte. Und auch die Babylonier, die Ägypter, die Chinesen und die Kulturvölker Lateinamerikas verwendeten Sonnenuhren. Doch zurück zur solaren Energie:

Brennspiegel sind in China seit 672 v. Chr. bekannt. Damals war der älteste Sohn dafür verantwortlich, mit einem kleinen Brennspiegel Feuer für die Familie zu machen. Im frühen Altertum ließ sich Sokrates (469 – 399 v.Chr.) über die passive Nutzung der Sonnenenergie beim Hausbau aus. Aristoteles (384 – 322 v.Chr.) schlug eine Methode zur solaren Verdampfung von Meerwasser zur Trinkwassergewinnung vor. Euklid (ca. 365 – ca. 300 v.Chr.) wies in seiner Schrift über die Optik auf die Möglichkeit hin, die Sonnenstrahlung mit Brennspiegeln zu konzentrieren, um höchste Temperaturen zu erreichen. Im alten Griechenland wurde z.B. das heilige Feuer in Delphi mit einem Brennspiegel entfacht. Auch die Römer nutzen Brennspiegel, um bei religiösen Handlungen Feuer zu entzünden.

Kupferstich

Solarenergie zur Verteidigung

Theophrastus (371 – ca. 287 v.Chr.) beschrieb die Methode ein Feuer mittels reflektierenden Oberflächen aus Glas, Kupfer und Silber zu entfachen. Etwa im Jahr 230 v. Chr. konstruierte Dositheus, ein Freund und Kollege von Archimedes, einen Parabolspiegel, der die Sonnenstrahlen auf einen Punk fokusierte. Die erste geometrische Darstellung dieser Spiegelform stammt von Diocles, 190 v. Chr., aus seinem lange verschollenen Buch ‚Über Brennspiegel’, dessen arabische Übersetzung erst in den 1970er Jahren im Iran wiedergefunden wurde.

Von Archimedes selbst (287 – 212 v. Chr.) wird berichtet – sei es nun Legende oder Wahrheit –, daß er im zweiten Punischen Krieg die Takelage der die Stadt Syrakus angreifenden römischen Flotte mit gebündelten Sonnenstrahlen in Brand setzte. Bei dem hier abgebildeten Kupferstich der solaren Verteidigungsaktion handelt es sich um das Titelblatt des Thesaurus opticus, der lateinischen Ausgabe des Kitab al-Manazir, einem Werk des arabischen Gelehrten Abu Ali al-Hassan Ibn Al-Haitham (ca. 965 – 1040), der auch als der Erfinder der Lupe gilt (s.u.).

Um den Bericht zu verifizieren (oder falsifizieren) werden im Laufe der Jahrhunderte immer wieder Nachbauten durchgeführt: Im April 1749 benutzt Georges Louis Leclerc de Buffon einen Heliostat-Reflektor um die Planken eines Schiffes aus einer Entfernung von 45 m zu entzünden und damit nachzuweisen, daß die Berichte über Archimedes stimmen. Die von ihm benutzten quadratischen und verstellbaren Reflektoren unterscheiden sich technisch gesehen kaum von den heute eingesetzten Modellen.

Die griechische Marine führt 1973 ein Experiment mit hochreflektierenden Bronzeschilden durch, wie sie vor über 2.000 Jahren von Archimedes gegen die Römische Flotte eingesetzt sein sollen, und bringen tatsächlich ein hölzernes Boot in einer Entfernung von 50 m zum Brennen.

Im Oktober 2005 bauen Mitglieder des Massachusetts Institute of Technology (MIT) und der University of Arizona zwei der damals möglichen Spiegelkonstruktionen aus Bronze bzw. Glas nach und versuchen ebenfalls, mit diesen ein hölzernes Fischerboot aus 50 m Entfernung zu entflammen. Es lohnt sich, einen Blick auf die Bilderstrecke zu werfen, um die Versuchsanordnung – und das hier abgebildete Ergebnis im Einzelnen zu verfolgen.

Am 22.10.2008 wird dort ein weiterer Versuch durchgeführt, diesmal mit einem tatsächlich auch schwimmenden Schiff. Auch dieser Versuch ist erfolgreich und brennt ein Loch in die Planken.

Arhimedes-Versuch am MIT

MIT Versuch

Eine These, die sich wohl weitaus schwerer beantworten läßt, ist die Vermutung, daß es sich bei den Steinkreisen um antike Solarkraftwerke handelt, bei denen die Steine selbst, Spiegel sowie das einfallende Sonnenlicht dazu genutzt wurden, um gezielt Wirbelwinde zu erzeugen. Als Spiegel sollen aufgespannte, mit Blattgold überzogene Stoffe oder Tierhäute eingesetzt worden sein. Das gebündelte Sonnenlicht erhitzt die Steine, die ihrerseits die Hitze an die Luft abgeben und einen Auftrieb erzeugen, ähnlich wie in einem (allerdings weit größer dimensionierten) Hochdruckgebiet. Im Zentrum des Steinkreises entsteht gleichzeitig ein konstanter Unterdruck (Tiefdruckgebiet). Der Aufwind wirkt dabei in Form einer kreisförmigen Mauer, so daß der Unterdruck nur die Möglichkeit hat, sich von oben her auszugleichen, wobei sich die von oben in das Zentrum des Kreises gesaugte kalte Luftmasse als Wirbel manifestiert.

Eine ähnliche These gibt es auch in Bezug auf die Pyramiden. Hier sei die Sonnenergie hauptsächlich zum Zweck des Wasserpumpens genutzt worden, wobei der Cheops-Pyramide als solar betriebene Wasserentsalzungsanlage eine besondere Rolle zukam. Da diese Sichtweise bislang noch hochgradig spekulativ ist, werde ich hier auf eine ausführliche Darlegung verzichten. Denn die tatsächlich nachgewiesenen Erfindungen und Entdeckungen sind schon spannend genug…

Chinesische Dokumente aus dem Jahr 20 n. Chr. belegen ebenfalls dort den Gebrauch von Brennspiegeln bei religiösen Zeremonien. Der jüdische Philosoph Philon von Byzanz (ca. 25 v. – 50 n. Chr.) verwendete die Sonnenstrahlung in einem Thermoskop, dem Vorläufer unseres heutigen Thermometers: Ein mit Luft gefülltes und am oberen Ende versiegeltes Rohr tauchte mit seinem unteren Ende in das Wasser eines Behälters. Wird das Rohr nun der Sonnenstrahlung ausgesetzt, dann dehnt sich die darin eingeschlossene Luft aus, und das Wasser im Behälter steigt. Diese Idee wurde erst 1615 von Salomon de Caus wieder aufgegriffen (s.u).

Gesichert ist ebenfalls eine Geschichte aus dem alten Rom. Vor gut 2.000 Jahren ließen die die Hüterinnen des Vesta-Tempels – Vesta war die Göttin des Herzens – ein mal jährlich das Feuer bewußt ausgehen, um es dann mit den konzentrierten Sonnenstrahlen eines konischen Metallreflektors wieder neu zu entzünden.

Bereits im ersten Jahrhundert n. Chr. sind im römischen Imperium wassergefüllte, dunkel gefärbte Tontöpfe in Gebrauch, die auf den Dächern durch die Sonnenwärme das in Wasser erwärmen; und schon aus dem Jahr 37 n. Chr. wird von einem Gewächshaus berichtet, in welchem für Kaiser Tiberius dessen bevorzugte Gurken gezogen wurden.

Um 100 n. Chr. beschäftigt sich der Mecanicus Heron von Alexandria (Lebensdaten nicht genau bekannt) nicht nur mit der Dampfkraft (Heronsball), mit programmierbaren Wasser- und Luftbetriebenen Geräten und Musikmaschinen, sondern auch mit einem solaren Wassererhitzer.

In den folgenden Jahrhunderten scheint es nicht sehr viel weiter gegangen zu sein, und erst im Justinischen Kodex des 6. Jhd. wird die passive Nutzung der Sonnenenergie wieder erwähnt, in Form einer Bauvorschrift, die das individuelle Recht auf Zugang zur Sonne festschreibt und den Schattenwurf auf andere Nutznießer verhindern soll.

Abu Saad al-Alaa Ibn Sahl, ein persischer Mathematiker und Physiker, der während des abbasidischen Kalifats in Bagdad wirkte, zur der Blütezeit des Islam, verfaßt um 984 eine Abhandlung über Brennspiegel und -gläser, welche die erste bekannte korrekte Form des Brechungsgesetzes enthält. Seine Texte werden nach der Jahrtausendwende von Ibn Al-Haitham genutzt, der auf der MENASOL Konferenz in Kairo im Mai 2010 sogar als einer der Vorväter der Solarenergie bezeichnet wird.

Im 11. Jhd. sorgt sich Roger Bacon vor den Arabern, welche Brennspiegel im Krieg nutzen. Er versucht Papst Clement davon zu überzeugen, ähnliche ‚ Waffen’ zu bauen, wird jedoch für seine Hartnäckigkeit eingekerkert. Schließlich könne der Feind ja auch gegen die Sonne angreifen, nachts oder bei Bewölkung!

In Italien nutzt der Baumeister Andrea del Verrocchio (1435 – 1488) Brennspiegel, um das Kupfer auf dem Kuppeldach der Kathedrale Santa Maria del Fiore zu verlöten.

Um 1515 beginnt Leonardo da Vinci (1452 – 1519), der sie schon länger mit der Suche nach einer sauberen Energiequelle beschäftigt, mit dem Bau eines riesigen Reflektors (einige Quellen sprechen von einer Breite von über 6 km!), mit dem Kleider getrocknet werden sollten. Unter seinen vielen Zeichnungen findet man auch eine, bei der ein entfernter Reflektor seine Strahlen auf eine Anordnung von Röhren richtet… möglicherweise eine frühe Form von Solarabsorber.

1560 läßt sich der französische Wundarzt und Chirurg Ambroise Paré (1510 – 1590) einen Solarofen herstellen, dessen Zweck ich bislang allerdings noch nicht eruieren konnte. Und 1561 beschreibt der Chemiker und Botaniker Adam Lonicer (Lonitzer; 1528 – 1586) den Gebrauch von Spiegeln bei der Nutzung des Sonnenlichts zur Destillation von Parfum. Die Technik der Produktion von Parfüm mittels solarerhitztem Wasser soll insbesondere in Syrien verbreitet sein.

Um 1600 perfektioniert man in Frankreich die Herstellung von Glasscheiben. Genau 10 Jahre später verkündet Galileo Galilei (1564 – 1642), daß er durch sein Teleskop Sonnenflecken entdeckt habe – gleichzeitig bekommt er arge Probleme wegen seinem heliozentrischen Weltbild. Daß die Sonne in den Mittepunkt des Geschehens tritt, war damals nicht im Sinne der Kirche. Chinesische Astronomen hatten Sonneflecken allerdings schon gut 2000 Jahre vorher beschrieben.

1615 baut der französische Physiker und Ingenieur Salomon de Caus (auch Mondecaus, de Caulx, de Caux, de Cauls; 1576 – 1626), der als einer der vielen Erfinder der Dampfmaschine gilt, zwei Vorrichtungen, die er auch in seinem Kunstbuch beschreibt. Mittels das Sonnenlicht verstärkenden Glaslinsen und der dadurch erzielten Wassererwärmung in einem Metallkessel betreibt de Caus eine Luftorgel und die wohl erste solarthermische Wasserpumpe, mit der er einen kleinen Springbrunnen in Gang setzt.

Tschirnhaus Brennlinse

Tschirnhaus Brennlinse

Im Jahre 1646 beschreibt der Erfinder der Laterna Magica, der Jesuit Athanasius Kirchner (1601 – 1680) in seinem Werk Ars magna lusis et umbrae verschiedene von ihm gebaute Sonnenmaschinen (auch für kriegerische Zwecke), und um 1690 wird in Dresden von Ehrenfried Walter von Tschirnhaus (1651 – 1708) ein weit gerühmter Brennspiegel mit einem Durchmesser von 1,60 m gefertigt, der zu Versuchszwecken in einer Töpferei eingesetzt wird. Er befindet sich heute im Lomonosov Museum in Moskau. Außerdem arbeitete Tschirnhaus (o. Tschirnhausen) mit großen Brennlinsen.

Ab 1700 führt Holland europaweit bei der Entwicklung und dem Einsatz von Gewächshäusern mit Glaswänden.

1764 erklärt der französische Chemiker und Begründer der modernen Chemie Antoine Laurent de Lavoisier (1743 – 1794) auf wissenschaftlichem Wege, wie eine Temperaturerhöhung in einem Medium auch mittels Sonnenstrahlen durchgeführt werden kann. 1774 erhitzt er Quecksilber in Luft, wodurch Quecksilberoxid entsteht, das wiederum selbst erhitzt wird, wobei Sauerstoff zurückgewonnen wird. Hierzu verwendet er ein glockenförmiges Glas, dessen Fuß in einer Wanne mit Wasser steht. Die Erhitzung wird über 12 Tage durchgeführt – und zwar mittels einer großen Glaslinse, welche Sonnenstrahlen durch das Glas auf das Quecksilber fokussiert.

1765 gelingt es dem französischen Naturalisten Georges-Louis Leclerc Buffon (1707 – 1788) mittels 140 ebenen Spiegeln aus einer Entfernung von 100 m Blei zum Schmelzen zu bringen. Schon 1747 war ihm gelungen, in den Gärten des französischen Könighauses aus rund 60 m Entfernung einen Holzstoß zu entzünden, wozu er 300 Einzelspiegel gentzt hatte. In 6 m Entfernung konnte der Solareflektor Silber schmelzen.

1767 erreicht der Schweizer Wissenschaftler Horace-Bénédict Saussure (1740 – 1799) in seinem ‚capteur solair’, eine Konstruktion aus 5 Glaskästen, die auf einer geschwärzten Grundfläche übereinander gestapelt waren, schon eine Temperatur von 88°C (andere Quellen sprechen sogar von 110°C). Er entwickelt eine ganze Reihe von glasgedeckten Solarfängern, die er auch zum kochen nutzte, und gilt damit als der Erfinder des flachen Solarkollektors und ‚Vater aller Solarkocher’.

1770 optimiert der französische Wissenschaftler Marc du Carla Bonifas die Solarkocher von Saussure durch eine Isolierung und reflektierende Spiegel. Du Carla beschreibt im ‚Magazin für das Neueste aus der Physik und Naturgeschichte’ 1784 aber auch einen ‚Feuersammler’: „Die Absicht bey dieser Maschine geht dahin, daß man die Sonnenhitze so aufhäuft und beysammen erhält, daß alle strengflüssige Materie dabey schmelzen kann. (…) Das Sonnenfeuer eines schönen Frühlingstages kann einen Kessel voll Eisen, der mehr als eine Klafter im Durchmesser hat, in Fluß bringen.

Lavoisier Solarofen von 1774

Lavoisier Solarofen (1774)

1772 benutzt Sir Isaac Newton (1643 – 1727) ein System aus konkaven Spiegeln, um Sonnenstrahlen zu fokussieren. Dieses System wird später von dem russischen Universalgelehrten Michail Wassiljewitsch Lomonossow (1711 – 1765) durch den Einsatz von acht Linsen und sieben Spiegeln weiterentwickelt. Nur zwei Jahre später baut Lavoisier mittels zwei Linsen von 20 bzw. 130 cm Durchmesser einen Solarofen, mit dem er bereits eine Temperatur von 1.780°C erzielt.

Leider weiß ich nicht, von wann genau die abgebildete Miniaturkanone stammt, die – natürlich solar gezündet – um genau 12 Uhr Mittags abgefeuert wird. Diese schöne Sonnenuhr ist aus Messing, steht auf einer weißen Marmor-Basis und besitzt eine verstellbare Linse. Der Gesamtdurchmesser beträgt nur 22,7 cm.

Sicher ist jedenfalls, daß eine solche kleine Sonnenuhr-Kanone im Jahre 1786 im Garten des Palais Royal und exakt auf dem Meridian von Paris installiert wird, wo sie bis 1914 an sonnigen Tagen von Mai bis Oktober die Mittagszeit kundtut. Eine noch wesentlich größere akustische Sonnenuhr wird ab 1774 in der Festung San Carlos de la Cabaña der Stadt Havanna eingesetzt.

Im Jahr 1800 entdeckt der Astronom und Musiker Sir Friedrich Wilhelm Herschel (1738 – 1822), während er ein Thermometer am farbigen Sonnenspektrum entlang führt, daß die Wärme ihr Maximum nicht etwa in der Mitte, sondern hinter dem roten Rand der Farbskala erreicht: im Infrarot.

1816 beantragt der schottische Pfarrer Robert Stirling (1790 – 1878) das Patent für einen Heißluftmotor, der u.a. auch von Lord Kelvin (William Thomson, 1824 – 1907) in dessen Unterricht genutzt wird. Nach einer langen Zeit des Vergessens wird der Stirling-Motor heute wieder in Kombination mit Solar-Parabolspiegeln betrieben.

Becquerel-Zelle

Becquerel-Zelle

Der britische Jurist und Astronom Sir John Herschel (1792 – 1871), Sohn von Friedrich Wilhelm Herschel, nutzt während einer Expedition zum Kap der Guten Hoffnung 1830 einen Solarkocher zur Zubereitung von Mahlzeiten. Die schwarz ausgekleidete Kiste aus Mahagoni-Holz, die zur Isolation im Sand vergraben wird, erreicht eine Temperatur von 116°C. Der Vater läßt seinerseits 1837 eine Schüssel mit Wasser vom Sonnenlicht erwärmen und mißt dadurch die Wärmeleistung unseres Zentralsterns.

Das photoelektrische Prinzip, das die Grundlage aller Arten von Solarzellen bildet, wird 1839 von dem damals erst 19-jährigen französischen Physiker Alexandre Edmond Becquerel (1820 – 1891) entdeckt – dem Vater jenes Antoine Henri Bequerel (1852 – 1908), welcher den Physiknobelpreis 1903 erhalten wird – für seine Entdeckung der Radioaktivität im Jahre 1896.

1860 beginnt ein weiterer Franzose, der Gymnasiallehrer am Lyzeum von Tours Augustin Mouchot (1825 – 1912), mit ersten Experimenten an einem Solarkocher, um die Abhängigkeit seiner Heimat von dem Brennstoff Kohle zu reduzieren – und schon 1866 arbeitet seine 1861 patentierte sonnenbetriebene Dampfmaschine, die erste überhaupt. Mit einer Fläche von 18,6 m2 und einem konusförmigen Kollektor erreicht sie mit 1,5 PS. Der Wirkungsgrad beträgt rund 3 %. Der Erfinder hat auch vermutlich den ersten Parabolrinnen Reflektor hergestellt.

Grafik der Mouchot-Parabolrinne

Mouchot-Parabolrinne

A. Mouchot präsentiert 1866 in Paris seine Erfindungen auch Napoleon III, der ihm daraufhin finanzielle Unterstützung zukommen läßt. Dadurch kann er u.a. auch ein System zur Sonnennachführung entwickeln. 1869 schreibt Mouchot auch das erste Solartechnik-Buch der Welt, Die Sonnenwärme und ihre industriellen Anwendungen, eine zweite Auflage erscheint 1879. Eine deutsche Übersetzung dieses Werkes kommt allerdings erst 1987 (also nach fast 120 Jahren!!) auf den Markt…

Ebenfalls in den 1860er Jahren beginnt der Erbauer des legendären Kriegsschiffes Monito, und einer der Erfinder der Schiffsschraube, der schwedisch-amerikanische Ingenieur John Ericsson (1803 – 1889) Messinstrumente zum quantitativen Erfassen der Sonnenstrahlen-Energie zu entwickeln. In der Beach Street in New York richtet er sich im obersten Geschoß und im Dachraum ein Forschungslaboratorium für Sonnenergie ein. Seine erste solarbetriebene Heißluftmaschine hatte er bereits 1826 gebaut, als er auf das Arbeitsvermögen der Sonnenenergie aufmerksam geworden war. Über 50 Jahre lang entwirft er Sonnengrills sowie solar betriebene Dampf- und Heißluftmaschinen. Seine bekannteste von 1870 besitzt einen rechteckige Form (3,5 m x 2 m) und besteht aus schmalen Glasstreifen, die an ihrer Außenseite versilbert sind und auf einem parabolischen Unterbau montiert sind. In der Brennlinie befindet sich ein 15 cm durchmessender röhrenförmiger Dampfkessel.

Ericsson Solarofen

Ericsson Solarofen

Etwa in dieser Zeit konstruiert der bekannte britische Ingenieur Sir Henry Bessemer (1813 – 1898) einen solaren Schmelzofen von 3 m Durchmesser mit kleinen Flachspiegeln, und schmilzt damit Kupfer und Zink. Die Deutschen Stock und Heynemann nutzen als erste das Vakuum zur Wärmedämmung und fokussieren das Sonnenlicht mittels Glaslinsen auf einen Schmelztiegel in einer evakuierten Glaskugel. Damit gelingt es ihnen, Silizium-, Kupfer-, Eisen- und Manganproben zu schmelzen.

Um 1870 tun sich die beiden französischen Ingeniere A. Mouchot und Abel J. Pifre zusammen und bauen Solarkocher für die französischen Truppen in Süd-Afrika, sowie verschiedene Sonnenmaschinen. Der Kollektor einer dieser Maschinen ist ein Parabolspiegel mit 2,20 m Durchmesser und besitzt auf der Innenseite versilberte Kupferplatten. Der röhrenförmige Dampfkessel im Brennpunkt ist geschwärzt und treibt eine Wasserpumpe an. In Algerien erprobt A. Mouchot im Auftrag der französischen Regierung 1877/1878 verschiedene Solarapparate, um sie als „Energiequellen für arme heiße Länder“ zu erschließen, doch in ihrem Gutachten von 1880 beurteilt die Regierung die Solartechnik als unwirtschaftlich. Immerhin dauert das Backen eines Pfund Brot oder das Kochen von zwei Pfund Kartoffeln noch eine Stunde.

1872 erstellt ein Technikerteam unter der Leitung von J. Harding and Charles Wilson in der chilenischen Atacama-Wüste nahe der Stadt Salinas für die Betreiber einer Natriumnitrat-Mine die weltweit erste solare Meerwasserentsalzungsanlage. Sie hat eine Fläche von 4.700 m2, einen täglichen Ausstoß von 24.000 Litern und wird 40 Jahre problemlos betrieben.

Schon 1873 entdeckt Willoughby Smith (1828 – 1891), daß Selen seinen Widerstand verändert, wenn es dem Sonnenlicht ausgesetzt wird (Photokonduktivität). Dies ist der erste Schritt in Richtung Solarzelle.

1876 stellen William Grylls Adams (1836 – 1915), Professor am King’s College in London, und sein Student Richard Evans Day fest, daß Selen sogar Elektrizität ‚produziert’, sobald es dem Sonnenlicht ausgesetzt wird. Ein Namensvetter, William Adams, der als Kolonialbeamter der britischen Krone im Indischen Bombay tätig ist, schreibt in dieser Zeit das preisgekrönte und weitsichtige Werk Solar Heat: A Substitute for Fuel in Tropical Countries. Außerdem läßt er sich einen achtseitigen Solarkocher patentieren und baut eine solare Dampfmaschine mit Reflektor, die 2 kW leistet.

Solarbetriebe Druckmaschine von 1878

Solar-Druckmaschine (1878)

Zu besonderer Berühmtheit gelangt 1878 die mit Sonnendampf gespeiste Druckerpresse von A. Pifre, mit der während der Pariser Weltausstellung stündlich 500 Exemplare des Le Journal Soleil gedruckt werden, in welchem über die Vorteile der Solarenergie im allgemeinen, und über die Forschungen Mouchots im besonderen berichtet wird. A. Mouchot selber, auch weiterhin ein glühender Verfechter der Sonnenenergie, führt eine solarbetriebene Dampfmaschine mit einem konischen Brennspiegel von 5 m Durchmesser vor, deren Dampf über einen Kondensor zum Betrieb eines Kühlschranks genutzt wird. Außerdem stellt er einen Solarkocher vor, in dem ein Pfund Rindfleisch in 25 Minuten gar wird. Die beiden Erfinder erhalten zwar Medaillen, aber nicht die erhoffte finanzielle Unterstützung. A. Mochot stirbt 1912 in Paris – arm, einsam und vergessen.

1879 benutzt Heinrich Hertz Edmond Becquerels Entdeckung, um den Effekt von Licht auf feste Materie zu untersuchen.

Ein New Yorker Erfinder namens Charles E. Fritts baut 1883 die erste Solarzelle, die er aus einem ‚wafer’ aus dem halbleitenden Selen und einer hauchdünnen Überzug aus einer Schicht Gold herstellt. Der Wirkungsgrad liegt noch unter 1 %. Seine entsprechenden Aussagen werden mit größtem Skeptizismus aufgenommen. C. Fritts schickt jedoch einige seiner Solarplatten an Werner von Siemens (1816 – 1892), der davon begeistert ist und die Zellen in der Preußischen Akademie der Wissenschaften vorstellt. Er nennt dies eine „Entdeckung von größter wissenschaftlicher Bedeutung.“ Im gleichen Jahr baut Ericsson einen parabolischen Rinnenkollektor aus versilberten Glasplatten mit einer Gesamtfläche von 9,3 m2 und einem geschwärzten Absorberrohr in der Brennlinie. Die Ausbeute beträgt allerdings nur 0,7 kW.

Nun beginnt eine Zeit mit einer Flut von Patentierungen im Bereich der Solarenergie, obwohl ihre Umsetzungen nur in wenigen Einzelfällen erfolgen. 1880 erhalten E. J. Molera und J. C. Derbrain das deutsche Patent für einen Solarboiler, und 1882 sowie 1883 ein W. Calver für seine Solarmotoren.

1885 erhält der Physiker Charles Tellier (1828 – 1913), bekannt für seine Kühl-Technologien, das Patent für eine nicht auf Reflektion beruhende solare Dampfmaschine, die als Betriebsmittel Ammoniak nutzt, das innerhalb sehr flacher, aus Metall hergestellter Kollektoren, erhitzt wird. Vier Jahre später veröffentlicht er außerdem den Vorschlag, die Solarenergie zur industriellen Herstellung von Eis zu nutzen.

Ebenfalls 1885 faßt der ‚Pionier von Massachusetts’ Charles H. Pope, der auch mit solaren Maschinen experimentiert, in einem Artikel der Fachzeitschrift Scientific American die Ideen seiner Zeit über die Solarnutzung zusammen.

1889 arbeitet in Dresden Wilhelm Hallwachs (1859 – 1922) an der Weiterentwicklung des photoelektrischen Effekts.

Im Jahr 1890 nutzt H. E. Wilsie die Technik der Glasabdeckung, um Schwefeldioxid zu erhitzten und damit einen Motor anzutreiben. Damit gelingt es ihm erstmals, auch in jenen Zeiten einen durchgängigen Betrieb zu gewährleisten, wenn die Sonne nicht am scheinen ist (s.u.).

1891 patentiert und vermarktet ein Clarence M. Kemp aus Baltimore den ersten kommerziellen solaren Wassererhitzer The Climax. Von diesem Kollektor werden mehrere Tausend Stück verkauft. Andere Quellen sprechen davon, daß er bereits 6 Jahre später sogar in 30 % aller Haushalte in Pasadena im Einsatz gewesen sein soll.

Das Prinzip der Solarturms wird erstmals 1896 von C. G. O. Barr patentiert. Ein halbparabolischer Spiegel ist auf einem Güterwagen montiert, der sich auf einem kreisrunden Schienenstrang bewegt um der Sonne zu folgen und seine fokussierten Strahlen auf einen zentral installierten Kessel zu richten.

Kurt Lasswitz (1848 – 1919) beschreibt in seinem 1897 erschienenen Roman Auf zwei Welten einen energiehungrigen Mars, der deshalb die Erde kolonisiert – und prompt riesige Solarkollektor-Felder in der Sahara und in Tibet errichtet. Besonders weitsichtig: auch das Zahlungsmittel der ‚Marsianer’ ist Energie!

1898 baut der geniale Erfinder Nikola Tesla (1856 – 1943) seinen ersten Apparat zur Nutzung der Sonnenenergie.

Der in Boston lebende Brite Aubrey G. Eneas, der 1892 mit seiner Solar Motor Co. die erste ‚Solarfirma’ der Welt gründet, baut 1901 unter Einbezug von 1.788 Spiegeln in Form eines über 10 m durchmessenden Reflektors eine Solarkraftmaschine mit 4 PS, die zu Spitzenzeiten fast 5,5 t Wasser pro Tag pumpt.

Die auf einer Straußen-Farm in Pasadena, Kalifornien, errichtete Anlage wiegt 4 Tonnen und hat einen Wirkungsgrad von 4 %. Eneas hat aber kein Glück mit seinen Maschinen: Während sein erstes System einem Sturm zum Opfer fällt, wird das zweite von Hagel zerstört.

Um die Jahrhundertwende versorgen sich in Arizona viele Haushalte mit warmem Wasser, indem sie schwarz eingefärbte, wassergefüllte Tonnen auf die Dächer stellen, die bis Tagesende eine ausreichende Temperatur erreichen, damit man das Wasser zum baden oder spülen nutzen kann.

Geschichte der Solarenergie 1901 – 1974

In den Jahren 1902 – 1918 experimentieren im kalifornischen Needles H. E. Willsie und John Boyle Jr. mit Flachkollektoren. Dabei stellen sie fest, daß diese weit weniger empfindlich auf Wolken reagieren als Spiegelsysteme. Ihre Kästen haben zwei Glasplatten und einen geteerten Boden, über den eine dünne Schicht Wasser fließt. Mit dem heißen Wasser lassen sie niedrigsiedende Schwefeldioxid verdampfen und erreichen mit einer Kollektorfläche von 186 m2 eine Leistung von 11 – 15 kW, die sie für Pumpzwecke nutzen. Ihre 1903 patentierte Hot Box wird im May 1909 in dem Fachblatt Engineering News vorgestellt. 1904 bauen die beiden einen Solarmotor mit 5 kW, beim dem 6.000 Spiegel mit einer Gesamtfläche von 80 m2 zum Einsatz kommen.

Der deutsche Physiker Philipp Lenard entdeckt 1904, daß Lichtstrahlen beim Auftreffen auf bestimmte Metalle Elektronen aus deren Oberfläche herauslösen, und lieferte damit die ersten Erklärungen für den Photoeffekt.

1905 folgt das Patent für einen solaren Wasserkocher von E. P. Brown und Carl Gunther. Und Albert Einstein publiziert seinen Artikel über den photoelektrischen Effekt.

1907 erhalten Dr. Wilhelm Maier und Adolf Remshardt vom Kaiserlichen Patentamt das Patent Nr. 231294 für eine ‚Vorrichtung zur unmittelbaren Verwendung der Sonnenwärme zur Dampferzeugung’. Den beiden Entwicklern wird neben dem ‚ersten Sonnenmotor der Welt’ allerdings auch der erste Transistor der Welt, die erste Solarzelle der Welt, die erste Vorrichtung zur unmittelbaren Verwendung der Sonnenwärme zur Dampferzeugung und ähnliches mehr zugeschrieben – vermutlich aus etwas übertriebenem Stuttgarter Lokalpatriotismus…

1908 erfindet William J. Bailley, ein Mitarbeiter der Carnegie Steel Company, einen Solarkollektor mit Kupferrohren in einer isolierten Kiste – fast schon genau so, wie er auch heute noch hergestellt wird. Bis 1941 sollen davon über 60.000 Stück hergestellt und primär in Florida installiert worden sein – das Unternehmen hieß programmatisch The Day and Night Solar Water Heater Company.

Ebenfalls 1908 konstruiert in Russland Vitold Karlovich Zerassky (1849 – 1925), Professor an der Universität Moskau, eine solare thermoelektrische Anlage mit Zink-Antimon legierten bzw. versilberten Drähten. Er baut dabei u.a. auf den Versuchen von E. Weston auf, der ab 1888 in den USA mit Thermoelementen experimentiert hatte. In Zerasskys Anlage befand sich das ‚heiße’ Endstück in einem Glasabsorber, das andere an der Luft als Kältepol. Wegen der geringen Ausbeute und den hohen Kosten findet das System aber keine Verbreitung.

In Berlin konstruiert 1908 der Privatdozent Alfred Stock einen Sonnen-Vakuumofen und erweckt das Interesse der Firma Carl Zeiss in Jena, die bis in den 1. Weltkrieg hinein Versuche durchführt und das erarbeitete solartechnische Verfahren 1922 zum Patent anmeldet. Von einer praktischen Nutzung ist jedoch nichts bekannt.

Um 1910 nutzt J. A. Harrington in New Mexico eine solarbetriebene Dampfmaschine, um tagsüber Wasser in einen hochgelegenen Speicher zu pumpen. Aus diesem wird es dann über eine Wasserturbine geleitet um Strom zu erzeugen, mit dem eine Erzmine ununterbrochen ausgeleuchtet werden kann.

In dem 1911 erschienenen Roman Ralph 124C41+ von Hugo Gernsback (1884 – 1967) erfolgt die Versorgung von New York mit Energie, Licht und Wärme mittels immenser Sonnenkraft-Generatoren, den Helio-Dynamophoren. Auch im Detail zeigte der SF-Schriftsteller – wie so viele seiner späteren Kollegen – enormen Weitblick; ich zitiere aus der deutschen Ausgabe von 1973:

„Das gesamte Areal, 20 km2, war mit Glas bedeckt. Unter den schweren Glasplatten befanden sich die fotoelektrischen Elemente, die die Sonnenwärme direkt in elektrische Energie verwandelten. Diese Elemente – 400 pro m2 – steckten in beweglichen Metallbehältern, von denen jeder 1600 foto-elektrische Einheiten enthielt. Jeder Metallbehälter war auf ein großes dreifüßiges Stativ montiert, dergestalt, daß es sich von Sonnenaufgang bis Sonnenuntergang langsam drehen konnte, um sich jeweils – wie eine Heliotrop-Pflanze – direkt der Sonne zuzuwenden. Dadurch trafen die Sonnenstrahlen die foto-elektrischen Zellen stets senkrecht. (…) Die Hälfte des Werkes war für den Tagesverbrauch eingerichtet, während die andere Hälfte tagsüber die Gas-Akkumulatoren auflud, die für die nächtliche Energieversorgung verantwortlich waren.“

 

Das erste ‚richtige’ Solarkraftwerk wird 1912/1913 von dem deutsch-amerikanischen Ingenieur Frank Shuman (1862 – 1917) aus Tacony errichtet – im ägyptischen Meadi, etwa 25 km südlich von Kairo. Er hatte bereits 1906 mit seinen Versuchen begonnen und schon mehrere Anlagen erfolgreich vorgeführt. 1911 interessieren sich Investoren aus England für seine Technik, die daraufhin in Zusammenarbeit mit dem britischen Professor C. V. Boys, dem Erfinder der Quarzfaser, und dem ebenfalls britischen Beratungsingeneut A. S. E. Ackermann erstmals in industriellem Maßstab umgesetzt wird.

Shumann-Reflektorsegment

Shumann-Reflektorsegment

Die damals weltgrößte Kollektorfläche liefert rund 55 PS für den Betrieb von Wasserpumpen (spätere Quellen sprechen von sogar 100 PS). Auf einer Gesamtfläche von 3.500 m2 sind Rinnenkollektoren, die eine Konzentration von 4,5 : 1 aufwiesen, in fünf Reihen à 62 m Länge und 4 m Breite aufgestellt. Sie haben eine Fläche von 1.277 m2 und werden über ein Hebelsystem der Sonne nachgeführt, so daß sie ihre volle Leistung bis zu 9 Stunden am Tag erzielen. Der Wirkungsgrad soll dabei rund 40 % betragen. Der erste Heizkessel explodiert, aber mit dem zweiten kann das Kraftwerk kontinuierlich über 5 Stunden bis zu 45 kW liefern.

Aufgrund der hohen Investitionskosten wird allerdings eine geplante weitere, wesentlich größere Anlage dann doch nicht realisiert. Und auch der Vertrag mit der Deutschen Reichsregierung, eine solare Pumpenanlage in den afrikanischen Kolonialgebieten zu errichten, scheitert am Ausbruch des I. Weltkrieges. Ähnliche Anlagen wie die in Ägypten sollen damals auch schon in Peru und in Kalifornien in Betrieb gewesen sein.

Der US-Amerikansche Astrophysiker Dr. Charles Greeley Abbot (1872 – 1973) baut 1916 einen Solarofen, der mit einen Öl-Zirkulationssystem ausgestattet ist und über 150°C erreicht. Indem er einen Aluminium-Reflektor sowie Maschinenöl als Wärmeträger und -speicher nutzt kann der Ofen 24 Stunden am Tag genutzt werden. Nachdem er gemeinsam mit Abbot im Observatorium auf dem Mt. Wilson gearbeitet hat, erhält auch der ‚Vater der amerikanischen Raketentechnik’, Robert Goddard (1882 – 1945), das erste von fünf  Solarpatenten.

Solarkocher auf dem Mt. Wilson

Abbot Solarkocher

Der aus West-Preußen (heute Polen) stammende Wissenschaftler Jan Czochralski (1885 – 1953) entwickelt 1916 während seiner Arbeit bei der AEG in Berlin eine bis heute noch genutzte Methode, um kristallines Silizium zu züchten (s.u.). Und Albert Einstein (1879 – 1955) erhält 1921 den Nobelpreis für seine Erklärung des photoelektrischen Effekts von 1905.

1919 strebt das Bayerische Innenministerium die Gründung eines Solar-Forschungsinstituts an, und stellt dafür den damals recht beachtlichen Betrag von 10.000 Mark zur Verfügung. In zahlreichen Sitzungen und aufgrund ebenso zahlreicher und eher ablehnender Gutachten von renommierten Persönlichkeiten wird das Projekt aber zu Tode diskutiert und 1922 endgültig abgelehnt. Ein negativer Meilenstein, der die Entwicklung sicherlich um Jahre wenn nicht sogar Jahrzehnte zurückgeworfen hat.

W. J. Harvey lässt sich 1921, und L. H. Shipman 1928 jeweils einen Solarmotor patentieren.  In diesem Jahr erfolgt auch die erste Preisabsprache zwischen Mobil, Shell, Exxon und British Petroleum (BP), die gegenüber der Solarenergie kein konstruktives Interesse zeigen.

1929/1930 tritt der Raketenpionier Hermann Oberth (1894 – 1989 ) mit der Idee an die Öffentlichkeit, mit einem Sonnenspiegel im Weltraum Energie auf die Erde zu strahlen. Ein Drahtnetz von 100 – 1.000 km Durchmesser, mit beweglichen Spiegeln bestückt, soll das Sonnenlicht bündeln und an jeden beliebigen Punkt der Erdoberfläche konzentrieren. Diese großen erdumkreisenden Spiegel sollen dazu verwendt werden, um strenge Winter zu verhindern, die Winde zu regulieren und Polarregionen bewohnbar zu machen.

Das Jahr 1930 schein ein ganz besonderes in der Geschichte der Energie im allgemeinen und der Solarenergie im besonderen zu sein:

Am 15. Juni 1930 findet in Berlin die zweite Weltkraft-Konferenz mit mehreren tausend Teilnehmern im Festsaal der Kroll-Oper statt. Unter den Teilnehmern: Oberth, Einstein, Hahn, Meitner. Man referiert eine Woche lang über den Raubbau an der Steinkohle, über Wasserkraft und über die Energie der Sonne. Von dem Nobelpreisträger Wilhelm Oswald (1853 – 1932) kommt der Leitspruch „Vergeude keine Energie, verwerte sie!“. Seinen Vorschlag zur Nutzung der Sonnenenergie hatte er schon 1911 in seinem Buch Die Mühle des Lebens veröffentlicht, in dem es um den photoelektrischen Strom ging.

Im März 1930 reicht der Ingenieur Hermann Honnef, Erbauer des 263 m hohen Funkturmes in Königs Wusterhausen bei Berlin sein erstes Patent für große Windkraftwerke ein: 500 m hohe Türme mit mehreren Windrädern von 60 m Durchmesser (s.d.). Und der 28 Jahre alte Berliner Physico-Chemiker Bruno Lange (1903 – 1969), Angestellter des Kaiser-Wilhelm-Instituts für Silikatforschung und späterer Gründer der Berliner Firma Dr. Bruno Lange GmbH & Co. KG, berichtet im September auf dem 6. Deutschen Physikertag in Königsberg: „Gerade hinsichtlich der Energieausbeute berechtigt die neue Photozelle zu der Hoffnung, daß auf diesem Wege eine nutzbare Umwandlung der ungeheuren Energiemengen, die uns die Sonne täglich zustrahlt, technisch möglich wird.“ In der Firmenchronik steht dazu lakonisch: „1931: Dr. Bruno Lange erfindet das Selen-Photoelement“.

Walter Schottky (1886 – 1976), Spitzenforscher im Bereich der neuen Halbleitertechnologie bei Siemens, stellt 1930 einen mit Solarenergie betriebenen Mini-Elektromotor vor. Und in der Sylvesterausgabe des Berliner Tagesblatts schwärmt Hans Dominik (1872 – 1945), Bestseller-Autor technisch-utopischer Romane, von Installationen in der Sahara, die „subtropische Sonnenstrahlen in Form von Elektrizität einfangen und in das energiehungrige Europa schicken.“

In diesem Jahr entwickelt H. Delecourt eine Solarmaschine, die mit Chlorethan betrieben wird, während D. H. Drane eine weitere konstruiert, die für Ammoniak ausgelegt ist.

Während der 1930er Jahre entwickelt sich in Japan aufgrund des Mangels an eigenen fossilen Brennstoffen eine kräftige Kollektorindustrie, innerhalb kürzester Zeit werden drei Dutzend Patente für solarbetriebene Warmwasserbereiter erteilt. Bis in die 1960er Jahre hinein sollen etwa 250.000 Anlagen in Betrieb gewesen sein!

Solarversuchsanlage in der Sowjetunion

Solarkollektor in Taschkent (ca. 1930)

1931 erhält G. W. Dooley ein Patent für eine Solarmaschine – und 1932 W. L. R. Emmet für eine weitere, bei der Spiegel und eine Vakuumisolierung eingesetzt werden. Etwa um diese Zeit wird im kalifornischen Pasadena der erste – damals noch ringförmige – Solardish (s.d.) errichtet, mit einer Leistung von 4 PS.

In dem US-Magazin Modern Mechanix vom November 1932 wird eine Solar-Maschine vorgestellt, von der ich sonst noch nirgendwo gehört habe. Der Erfinder ist ein J. J. Warner aus San Francisco. Es ist nicht ganz klar, ob es sich nur um ein Konzept gehandelt hat oder ob auch schon ein Modell existierte.

Die Funktion der Maschine basiert auf dem Prinzip der Kontraktion und Expansion von Wolframdrähten. Diese Drähte sind längs einer sich drehenden Trommel angebracht, und die Sonnenstrahlen werden über Parabolspiegel auf jeder Seite auf sie gerichtet. Da sich die Trommel dreht, verlassen die Drähte den Fokusbereich der Sonnenstrahlen und tauchen unten in einen Trog mit kaltem Wasser. Die plötzliche Abkühlung der Drähte veranlaßt diese, sich schnell zusammen- und an einem Umlenkhebel am Ende der Trommel zu ziehen. Über ein Ratschenrad wird die Trommel ständig weiterbewegt und mittels einer Kette die mechanische Energie abgeführt, während die Drähte wieder und wieder erhitzt und abgekühlt werden.

Das System erinnert an eine Frühform der Nitinol-Maschinen, wobei deren Memory-Effekt interessanterweise ebenfalls 1932 erstmals beobachtet wurde.

Titelbild der Science and Invention vom August 1934

Hale-Solarofen

1933 bauen George und William Keck für die Century of Progress Fair in Chicago Amerikas erstes modernes Passiv-Solar-Haus, das sie Crystal House nennen.

1934 erscheinen in der US-Amerikanischen Popular Science erste Fotos von solartechnischen Versuchsanlagen im sowjetischen Taschkent. Und in der Science and Invention wird darüber berichtet, daß der Astronom Dr. George Ellery Hale an einem solaren Brennofen mit 30 Spiegeln und einem Durchmesser von 450 cm arbeiten würde, mit dem er eine Temperatur von 3.300°C erreichen möchte.

1935 beginnt sich die Eidgenössische Technische Hochschule in Zürich mit solaren Bautechniken zu beschäftigen. Ebenfalls 1936 erhält F. A. Gill ein Patent für eine Solarmaschine – während Charles G. Abbot, von 1907 bis 1944 Direktor der Smithsonan Institution, 1936 auf der International Power Conference in Washington D.C eine solarbetriebene Dampfmaschine mit ½ PS vorstellt.

1938 konstruiert Arthur Brown ein Schulhaus in Tucson, Arizona, bei dem er die Techniken der passiven Solararchitektur umsetzt.

Am 04.04.1939 wird im Hayden Planetarium in New York City mit einem Geiger-Müller Detektor die Kosmische Strahlung eingefangen – und der resultierende Strom durch ein Kabel auf das Ausstellungsgelände in Flushing Meadows geleitet, wo es die bunten Lichter der 1939 World’s Fair mit Strom versorgte. Wenn diese Archivmeldung, die ich bislang nicht verifizieren konnte, tatsächlich stimmen sollte, dann wundert es mich sehr, daß man seitdem nichts mehr davon gehört hat. Schließlich ist die Kosmische Strahlung eine stetige und konstante Quelle, die weder vom Tag/Nacht-Wechsel noch von meteorologischen Bedingungen abhängig ist.

Solarhaus in Cambridge

Solarhaus (1940)

In amerikanischen Wissenschafts-Magazinen erscheinen zunehmend Berichte über die Nutzung der Sonnenenergie, wie z.B. in der Popular Science vom Februar 1940, in welcher eine ,Sonnenfalle’ dargestellt wird – das Dach des 1939 gebauten Ökohaus-Vorläufers Solar I auf dem MIT-Campus in Cambridge –, In Form eines vierfach verglasten thermischen Solarkollektors.

Ebenfalls am MIT starten 1940 Dr. Maria Telkes (s.u.) und George O. G. Lof mit ihren Versuche an Solarkochern. In Kalifornien sorgt derweil ein Hot-Dog-Stand für Aufsehen, dessen Spiegel eine automatische thermostatische Sonnennachführung besitzen.

In der Juli-Ausgabe 1945 des Life Magazine wird ein Artikel veröffentlicht, dem zufolge deutsche Wissenschaftler gegen Ende des Zweiten Weltkrieges den Bau einer ganz besonderen Geheimwaffe vorgeschlagen hätten. Ein riesiger Orbitalspiegel sollte in die Umlaufbahn gebracht werden, um das Sonnenlicht auf feindliche Nationen zu konzentrieren und diese zu verbrennen.

Dem damaligen Konzept zufolge hätte der Spiegel in seinem 5 km hohen Orbit allerdings einen rund 64 km großen hellen Fleck projiziert, der nicht heiß genug gewesen wäre, um irgendwelche Schäden zu verursachen.

Ebenso soll eine Sonnen-Kanone mit einem großen Sonnen-Reflektor zum Einsatz gegen feindliche Flugzeuge vorgesehen gewesen sein. Bei Kriegsende soll den Amerikanern ein Versuchsmodell der Kanone in die Hände gefallen sein, es ist jedoch nicht bekannt, ob diese nach dem Krieg damit Tests angestellt haben.

In Frankreich beginnt 1946 das Centre National de la Recherche Scientifique die verschiedenen Methoden zur Nutzung der Solarenergie zu untersuchen. Man macht auch erste Tests an großen Solaröfen (s.d.). Damit sich die Entwicklung der Folgejahre nicht auseinandergerissen darstellt wird, fasse ich sie hier zusammen – weitere Details finden sich dann im Bereich der solaren Hochtemperatursysteme.

In Meudon wird ein 2 kW Ofen errichtet, der 1958 seinen Betrieb aufnimmt und Temperaturen zwischen 3.000°C und 4.000°C erreicht. Er steht auf einer Festung aus dem 17. Jahrhundert und besitzt einen 10 x 13 m großen flachen Hauptspiegel, der die Sonnenstrahlen auf einen 9,5 m durchmessenden Parabolspiegel richtet.

Durch die schon 1949 erfolgten ersten Versuche hatte man die immensen Möglichkeiten der solaren Hochtemperatur-Technologie erkannt. Der deutsch-französische Wissenschaftler Felix Trombe (1906 – 1985), der später auch durch seine sogenannte Trombe-Wand bekannt wird (s.u.), erhält daraufhin den Auftrag, zuerst den Bau eines 50 kW Ofens in Montlouis in den östlichen Pyrenäen zu übernehmen – und anschließend den Bau des mit seiner Leistung von 1 MW bislang wohl immer noch größten Solarofens der Welt bei Odeillo Font-Romeu

Solarofen Odeillo

Solarofen Odeillo

1968 beginnt der Bau in 1.500 m Höhe – die dortigen klimatischen Verhältnisse erlauben eine Betriebsdauer von 3.000 Arbeitsstunden pro Jahr.

Der Odeillo-Solarofen, dessen riesiger parabolischer Spiegel die gesamte Fassade eines elfstöckigen Gebäudes bedeckt, geht 1970 in den Probebetrieb und erreicht im Brennpunkt Temperaturen bis zu 3.800°C.

Ähnlich wie in Frankreich werden auch in den USA verschiedene Solar-Schmelzöfen errichtet, allerdings wesentlich kleiner dimensioniert. Schon während des Krieges hatte die AC Spark Plug Division von General Motors in Kooperation mit der Aluminium Company of America einen Solarofen mit einem Durchmesser von 3 m errichtet, der eine Temperatur bis zu 1.100°C erreichte.

Nach dem Krieg wird diese Anlage an das Rockhurst College in Kansas City umgesetzt. Um 1954 steht der Ofen dann auf dem Gipfel eines 1800 m hohen Berges in der Nähe von San Diego. Nach verschiedenen Modifikationen erreicht der Reflektor aus poliertem Aluminium in seinem münzgroßen Brennpunkt Temperaturen bis zu 4.700°C – und wird von der Consolidated Vultee Aircraft Corp. für metallurgische Werkstoffuntersuchungen eingesetzt. Dabei werden die extrem hitzeresistenten Verbindungen Hafniumcarbid (Schmelzpunkt: 3.890°C) und Tantalcarbid (3.880°C) entwickelt.

Weitere Solaröfen werden bei den Sandia Laboratories in Albuquerque, bei Georgia Tech und – als drittgrößte Anlage – in Natick, Massachusetts, gebaut (s.u.), von wo aus die Anlage 1972 zum White Sands Raketen-Testgelände im südlichen Neu Mexiko umgesetzt wird. Letztgenannte Anlage erzeugt im Brennpunkt eine Temperatur von 2.900°C, was ausreicht, Stahl zu schmelzen.

Solarofen bei San Diego

Solarofen (ca. 1954)

1947 veröffentlicht die Libbey-Owens-Ford Glass Company das Buch Your Solar House, in welchem 49 Architekten ihre Konzepte vorstellen.

Die Erforschung der Solartechnik, mit der jüdische Siedler in Palästina bereits in den 1930er Jahren begonnen haben, erzielt in den 1950ern – also kurz nach Gründung des Staates Israel – durch die Arbeiten von Harry Tabor, dem damaligen Leiter des Nationalen Physikalischen Labors einen entscheidenden Durchbruch: Er stellt erstemals spezielle schwarze Beschichtungen her, die den Wirkkungsgrad von Kollektoren signifikant steigern.

1948 nimmt die Architektin und Miterfinderin des Solarhauses Eleanor Raymond (1887 – 1989) den Bau des ersten sonnenbeheizten Hauses in Angriff. In Zusammenarbeit mit zwei ungarischen Emigrantinnen, der Chemikerin und Professorin an der Universität New York Dr. Maria Telkes und der Gräfin Stella Andrassy errichtet sie in der Nähe von Boston das Dover Sun House. Ihre beiden Partnerinnen hatten sich bereits ausführlich und sehr erfolgreich mit der Nutzung der Solarenergie befaßt. Auch die Finanzierung übernimmt eine Frau, die Bildhauerin und Erbin Amelia Peabody aus Boston.

Dover Sun House

Dover Sun House

Das Sun House ist das erste Haus, bei dem neben dem Einsatz von Flachkollektoren auch ein passives Solarenergiekonzept verwirklicht wird mit dem es gelingt, das Fünf-Zimmer-Haus so zu konstruieren, daß es das ganze Jahr über ausschließlich mit Hilfe von Sonnenenergie beheizt werden kann. Kernelement ist eine großflächige ‚Hitze-Falle’, die aus zwei getrennten Glasscheiben mit einer schwarzen Metallplatte dazwischen besteht. Hier wird die Luft auf rund 65°C erhitzt und dann mittels Ventilatoren im Haus verteilt. Interessanterweise wird als Wärmespeichermedium statt Wasser Glaubersalz (Natriumsulfatdekahydrat) eingesetzt. Der Einzug erfolgt am 24.12.1948 und ein Cousin von Dr. Telkes lebt mit seiner Frau und seinem Kind drei Jahre lang darin, bis das System versagt. (Der Nomenklatur des MIT zufolge wird es – aus mir unverständlichen Gründen – als Solarhouse VI bezeichnet).

Ebenfalls im Jahr 1948 wird am MIT das Solarhouse II errichtet, und 1949 erfolgt dessen Umbau zum Solarhouse III, das erstmals tatsächlich als Heim bewohnt wird – von einer Studenten-Familie mit Kind. Nachdem das Haus im Dezember 1955 Feuer fängt, wird es allerdings abgerissen.

1950 findet am MIT in Cambridge eine Symposium zur solaren Wohnraum-Beheizung statt.

In diesem Jahr gibt es in Miami/Florida noch über 50.000 sonnenbetriebene Wasserkochgeräte – doch aufgrund des billigen arabischen Öls werden sie bald danach restlos abgeschafft.

1952 beginnen die Bell Laboratories mit der Entwicklung von Solarzellen – aber das von Präsident Dwight D. Eisenhower ab 1953 weltweit forcierte Programm Atome für den Frieden bedeutet fast das Ende für dieses junge Projekt. Statt dessen fließen die Milliarden nun in den Ausbau der Kernenergie.

Bell-Versuch

Bell-Versuch

Auf einem weiteren Foto von 1955 sieht man, wie eines der Bell-PV-Module versuchsweise auf einem Telefonmast installiert wird.

1953 wird an der Universität von Wisconsin ein Symposium zur Nutzung der Solarenergie veranstaltet. Dan Trivich von der Wayne State University berechnet erstmals die theoretischen Wirkungsgrade der Spektralsensibilität verschiedener Materialien. Im selben Jahr konstruiert Frank Bridgers das Bridgers-Paxton Building, welches als das weltweit erste Bürogebäude gilt, das kommerziell solar beheizt wird.

In der Septemberausgabe 1953 des US-Magazins Mechanix Illustrated erscheint ein ausgesprochen langer Artikel: Why Don’t We Have… SUN POWER.

Auf den Abbildungen sieht man gewaltige Parabolspiegel-Anlagen, die thermische Kraftwerke zur Stromerzeugung antreiben. Im Grunde handelt es sich dabei um stark vergrößerte solarbetriebene Dampfmaschinen, wie sie – im Modell – bereits 1936 von Charles G. Abbot vorgestellt worden waren (s.d.). Interessant und sehr vorausschauend klingt folgender Absatz aus dem Artikel:

Die amerikanische Öffentlichkeit hat die Möglichkeiten der atomaren Stromerzeugung weit überbewertet. Da die technischen Schwierigkeiten und Strahlungsgefahren von Kernkraftwerken allmählich ans Licht kommen, beginnt sich auch das Interesse der Experten abzukühlen. Solarstrom auf der anderen Seite verursacht keine solche Kopfschmerzen…

Aufnahme von Chapain, Fuller und Pearson

Chapain, Fuller und Pearson

Am 25. April 1954 stellen Darryl M. Chapin, Calvin S. Fuller, und Gerald L. Pearson, Mitarbeiter der Laboratorien der Bell Company in Murray Hill, wo man die Photovoltaik nicht aus den Augen verloren hatte, die erste – und seit März zum Patent eingereichte – Silizium-Solarzelle vor: Ihr Solar Energy Converting Apparatus erreicht einem Wirkungsgrad von 6 %. Die New York Times bezeichnet die Entdeckung als den „Beginn einer neuen Ära“. Später wird sogar ein Wirkungsgrad von 11 % erzielt.

Aus dem selben Jahr 1954 stammt auch das Foto eines ersten solaren Zigarettenanzünders.

1954 sponsern die UNESCO und die Indische Regierung ein Symposium in Neu Delhi, bei dem es um die Nutzung der Solar- und Windenergie geht. Von einer indischen Regierungsorganisation entwickelte Solarkocher werden dort für umgerechnet 14 $ verkauft. Im selben Jahr wird in Phoenix, Arizona, die Association for Applied Solar Energy gegründet, die sich anfangs auf die Entwicklung von Systemen für Entwicklungsländer konzentriert. Eines ihrer Projekte läuft unter dem Titel Umbroiler: Man hatte umbrella (Regenschirm) und Broiler (Bratrost) zusammengezogen, um einen zusammenfaltbaren Solarkocher zu bezeichnen, dessen Erfindung später George Lof zugeschrieben wird (1957).

Algenzucht mit Solarenergie 1954

Algenreaktor

Zu diesem Zeitpunkt finden im Auftrag der Carnegie Institution in Washington, die der Arthur D. Little Inc. angehört, auch die ersten Versuche zur Algenzüchtung mittels Solarenergie statt. Die Chorella-Einzeller erhalten zusätzlich nur CO2 und Salze. Zuerst wird mit 150 cm hohen Glasreaktoren experimentiert, später mit einem Algenbecken in Form eines lichtdurchlässigen Plastikschlauches. Man dachte damals jedoch noch nicht an einen Einsatz als Biotreibstoff sondern an die Produktion eines günstig herzustellenden Viehfutters.

Auch die Geschichte der katalytischen Wasserspaltung scheint in diesem Jahr zu beginnen: Prof. Lawrence J. Heidt nutzt am MIT erstmals Cerium-Salze um mittels Sonnenlicht Wasserstoff herzustellen. Dies geschieht, weil die Ionen des Salzes unter dem Einfluß von Licht zwischen zwei Formen hin und her springen.

Das erste solarbetriebene Auto wird am 31. August 1955 in Chicago auf der Powerama Expo von General Motors gezeigt. Der mit 12 Selen-Fotozellen bestückte Entwurf von William G. Cobb ist allerdings nur 15 cm lang.

Ab November 1955 bietet das US-Unternehmen Hoffman Electronics Semiconductor Division die ersten kommerziellen Photozellen an, die allerdings nur einen Wirkungsgrad von 2 % haben. Eine 14 mW-Zelle kostet 25 $, was einem Watt-Preis von 1.785 $ (entsprechend dem Dollarwert 1955 !) entspricht. Auch die Western Electric Co. beginnt im Jahr 1955 mit dem Verkauf kommerzieller Lizenzen für Silizium-PV-Technologien

In Israel fängt man damit an, die Warmwasserversorgung von Haushalten durch Sonnenkollektoren zu sichern, und nur fünf Jahre später gibt es schon rund 150.000 damit ausgerüstete Haushalte; auch um die solare Raumheizung kümmert man sich schon früh.

Ebenfalls 1955 findet in Phoenix das First World Symposium on Solar Energy, sowie an der University of Arizona, Tucson, eine International Conference on Solar Energy statt.

Das erste solar betriebene Radio wird in der Aprilnummer 1956 des US-Magazins Popular Electronics vorgestellt. Der experimentelle Funkempfänger im Taschenformat wiegt nur 10 g und soll – voll aufgeladen – selbst in völliger Dunkelheit mehr als acht Monate lang funktionieren (was ich allerdings nicht verifizieren konnte). Das von General Electric entwickelte Gerät verfügt über einen Mini-Akku, vier Transistoren und sieben Solarzellen.

In der damaligen UdSSR wird 1956 mit einer solaren Ammoniak-Maschine täglich eine halbe Tonne Eis produziert, weitere Versuchsanlagen werden in der Wüste Armeniens installiert. Dort scheint auch das Prinzip des Solar-Turmes erstmals umgesetzt worden zu sein.

1957 erreichen die Solarzellen der Firma Hoffman Electronics einen Wirkungsgrad von 8 %.

Ebenfalls  1957 und seiner Zeit um Jahrzehnte voraus schlägt V. K. Baum aus Italien eine solare Turmanlage mit einem zentralen Absorber vor. Die erste Anlage wird dann von Giovanni Francia bei Santa Ilario in Frankreich errichtet (s.u.), bei der auch eine automatische Sonnennachführung zum Einsatz kommt. 20 Jahre später beteiligt sich Francia außerdem an der Planung einer 400 kW Anlage am Georgia Tech.

Der Satellit Vanguard 1

Vanguard I

Am 17. März 1958 startet mit der Vanguard I ein Satellit der Navy, der erstmals mit den neuen Photozellen ausgerüstet ist. Dieses System von 0,1 W Leistung und 100 cm2 Fläche betreibt einen 5 mW Reserve-Sender und funktioniert 8 Jahre lang. Die Kosten belaufen sich auf umgerechnet 2.000 $ pro Watt. Daß der Satellit überhaupt mit Photozellen ausgerüstet wird ist Dr. Hans Ziegler zu verdanken, der Ende der 1950er Jahre als der führende Satellitenexperte galt und einen regelrechten ‚Kreuzzug’ gegen den Einsatz von nur befristet funktionierenden Batterien und für Solarzellen führte.

Mit der Einführung der Solarzelle in den USA beginnt ein neues Kapitel der Solarenergie. Die direkte Umwandlung von Sonnenstrahlen in Elektrizität eröffnet nicht nur in der Raumfahrt viele neue Möglichkeiten.

Im Jahr 1958 präsentiert der bekannte amerikanische Architekt und Designer Charles Eames einen kleinen Solar-Motor – auch bekannt als seine ‚Do Nothing Machine’ – der mittels der Umwandlung von Sonnenwärme ein Universum aus kleinen, bunten Spielzeugen zum herumwirbeln bringt.

Ebenfalls 1958 beginnt man in Israel mit der Erforschung nicht-konvektiver Solarteiche, für deren Nutzung eine durch organische Dämpfe betriebene Turbine entwickelt wird. 1960 entwickelt Harry Tabor am Nationalen Physikalischen Labor einen Solarmotor, der mit Monochlorbenzin bei einer Temperatur von 150°C betrieben wird.

1959 wird in Lexington, Massachusetts, das Solarhouse IV des MIT eröffnet, Ergebnis eines Solarhaus Designwettbewerbs der Fakultät für Architektur. Nachdem während drei Heizperioden die entsprechenden Daten gesammelt worden sind, verkauft das MIT das Haus an einen privaten Eigentümer.

Solarhouse IV des MIT

Solarhouse IV des MIT

1960 erreichen die Solarzellen der Firma Hoffman Electronics bereits einen Wirkungsgrad von 14 %. Das Unternehmen Silicon Sensors Inc. aus Dogeville beginnt mit der Produktion von Selen-Zellen. Und im Juni wird das erste solarbetriebene Funkgespräch zwischen Ost- und Westküste der USA geführt – allerdings sind auf beiden Seiten auch jeweils 7.800 Solarzellen ‚im Einsatz’.

Dr. Charles Alexander Escoffery stellt 1960 seinen solarelektrischen Umbau eines Baker von 1912 vor (mehr darüber im entsprechenden Kapitel über Elektromobile und Hybridfahrzeuge).

1961 veranstaltet die UNO in Rom die erste Konferenz zum Thema Solarenergie in Entwicklungsländern, und das Institute for Defense Analysis (IDA) in Washington DC die 1st PV Specialists Conference. Im gleichen Jahr promovierte ein Doktorand von Prof. Ernst Schmidt an der Technischen Hochschule München mit dem Thema ‚Möglichkeiten der Ausnützung der Sonnenenergie für Münchner Verhältnisse’.

1962 errichtet das Natick Laboratory einen Solarofen, um damit an Schweinen Verbrennungsversuche durchzuführen, mit deren Ergebnissen Soldaten geschützt werden sollen. Der Ofen wird in White Sands, New Mexico, errichtet, da es dort keinen Tierschutzbestimmungen gibt. Die Anlage kostet 230.000 $ und erreicht Temperaturen von über 6.500°C.

1963 hat die japanische Sharp Corporation Erfolg bei der Produktion praktischer Siliziumzellen-Module. In Japan wird eine 242 W PV-Anlage installiert, sie ist zu diesem Zeitpunkt die weltweit größte Solarzellenanlage.

In Colorado wird 1963 das bereits dritte Solarhaus gebaut.

Die linearen Fresnel-Reflektoren gehen eigentlich auf den Italiener Giovanni Francia im Jahr 1964 zurück, der unter anderem auch die Anti-blockier-Bremse für Fahrzeuge erfunden hat. Durch die zu jener Zeit noch mindere Qualität der Reflektoroberflächen ist die Effektivität des Systems allerdings unbefriedigend. Seine damals angefertigten futuristischen Entwürfe werden erst 2005 wiedergefunden.

Ein 1966 gestarteter Satellit – ein astronomisches Observatorium – besitzt schon ‚Solarpaddel’ mit einer Leistung von 1 kW. Im gleichen Jahr wird im australischen Coober Pedy eine solare Wasserentsalzungsanlage mit einer Kapazität von 11 t Trinkwasser pro Tag errichtet. Und das amerikanische Verteidigungsministerium befaßt sich mit der bereits oben erwähnten Idee Hermann Oberths von Spiegeln im Weltall – hier allerdings aus anderen Motiven: Man würde damit nämlich gerne den nächtlichen vietnamesischen Dschungel erhellen.

Senator Muskie 1967

Senator Muskie
(1967)

Ein interessantes Foto stammt aus dem Jahr 1967. Es zeigt Senator Edmund Sixtus Muskie nach einer Kongreß-Anhörung zum Thema Elektro-Autos – auf einem Elektroroller, wie er erst 40 Jahre später (und etwas moderner aussehend) massenweise auf  den Markt kommt. Man bemerke auch das futuristische Autodesign im Hintergrund rechts, über das ich allerdings noch nichts herausfinden konnte.

Ansonsten ist es in den 1960er Jahren merkwürdig still um die Solartechnik, aus dieser Zeit finden sich kaum neue Entwicklungen oder Umsetzungen. Einzig signifikant sind die Bilder unseres Blauen Planeten, die 1968 zum ersten mal eine breite Öffentlichkeit erreichten – und das Bewusstsein der Menschen auch nachhaltig beeinflußten.

In den frühen 1970er Jahren gelingt es Dr. Elliot Berman mit finanzieller Unterstützung der Exxon Corp., eine preisgünstigere Solarzelle mit weniger reinem Silizium zu entwickeln, womit der den Preis von 100 $ pro installiertem Watt auf 20 $ senken kann.

In die 1970er fällt auch die ‚Sage’ des innovativen Leutnants der US-Küstenwache Lloyd Lomer, der sich über seine unverständigen direkten Vorgesetzten hinwegsetzte um die Behörden davon zu überzeugen, daß die Bojen mit Solarzellen ausgerüstet werden sollten, um die immensen Kosten für die andauende Wartung und den Austausch der bis dahin genutzten nicht wiederaufladbaren Batterien einzusparen – und später von Präsident Ronald Reagan dafür sehr gelobt wurde. Es sei Lomer zu verdanken, daß die neue Technologie inzwischen weltweit bei Bojen und Leuchttürmen zum Einsatz gekommen ist. Eine weitere ‚Sage’ ist die von Vater Verspieren, einem französischen Priester, der sich im Auftrag der Regierung Malis mit den Grundwasserreserven des trockenen afrikanischen Landes beschäftigt. Er besichtigt in Korsika eine solarbetriebene Wasserpumpe, die von dem graduierten Studenten Dominique Campana in den 70ern in Paris entwickelt, und anschließend von dem französischen Wissenschaftler Jean Roger praktisch umgesetzt worden war. Verspieren startet daraufhin Ende der 1970er ein sehr erfolgreiches Programm zum solaren Wasserpumpen, dem zu verdanken ist, daß die Idee inzwischen weltweit bekannt ist.

1971 erfindet Roger Riehl eine Armbanduhr ohne bewegliche Teile. Die Synchronar 2100 Solar LED Watch hat statt einem Ziffernblatt eine Solarzelle – während auf Knopfdruck die Zeit in Form aufleuchtender Zahlen auf der Seite der Uhr sichtbar wird. Bekannt wird sie auch unter den Namen Ragen Synchronar, Ness Time Synchronar, Riehl Time Synchronar und Sun Watch.

Die Uhr verkauft sich trotz ihres Preises von 1.700 $ recht gut, sogar der ehemalige ägyptische Präsident Hosni Mubarak soll eine besessen haben.

Dem Invention Secrecy Act von 1951 zufolge können Patentanmeldungen neuer Erfindungen der Geheimhaltung unterliegen und ihre Veröffentlichung eingeschränkt werden, wenn die Behörden glauben, daß ihre Offenlegung der nationalen Sicherheit schaden könnte. Eine entsprechende Liste von 1971 zeigt, daß auch Patente für Photovoltaik-Solargeneratoren Gegenstand der Überprüfung und möglichen Einschränkung sein können, wenn ihr Wirkungsgrad höher als 20 % ist. Bei anderen Systemen zur Energieumwandlung ist dies der Fall, wenn sie Wirkungsgrade von mehr als 70 – 80 % aufweisen

Unter dem Namen ‚Solar One’ baut die University of Delaware 1973 eines der ersten mit Solarzellen ausgerüsteten Wohnhäuser, wobei hier sogar schon eine PV/Thermische-Hybridanlage zum Einsatz kommt, bei der die Zellen luftgekühlt werden, und die entstandene Warmluft zum Heizen genutzt wird.

Im Zuge der sogenannten Energie- bzw. Ölkrise von 1973 ändert sich die Situation zunehmend in Richtung auf eine neue Akzeptanz gegenüber der Solarenergie (und der erneuerbaren Energieerzeugung allgemein).

Schon 1973 beruft die UNESCO in Paris eine Konferenz unter dem Titel Solarenergie im Dienste der Menschen ein, und 1974 wird – als Teil der OECD, der Europäischen Vereinigung für Wirtschaftliche Zusammenarbeit – die International Energy Agency (IEA) gegründet, worauf es zunehmend zu weit angelegter internationaler Zusammenarbeit auf dem Sektor der Solarenergie kommt.

Es ist allerdings charakteristisch für den Umgang mit erneuerbaren Energien im allgemeinen und mit der Solartechnik im speziellen, was Prof. Helmut Tributsch in einer SFB-Sendung im November 1990 darüber berichtet hat:

„Tatsache ist, daß die Entwicklungsmöglichkeiten der Solartechnologie trotz Energiekrisen und sehr positiver Aufnahme durch die Öffentlichkeit im ausgehenden 20. Jahrhundert immer sehr pessimistisch eingeschätzt worden sind. Ein typisches Beispiel ist eine Energiestudie über die Möglichkeiten der Solarenergie, welche die Bundesrepublik Deutschland nach der ersten Energiekrise im Jahr 1974 in Auftrag gegeben hat. Sie kam zu dem Ergebnis, daß der Beitrag der Solarenergie zum gesamten Energieaufkommen im Jahre 2000 nicht größer sein würde als 2 – 3 %. Die Politiker sahen demzufolge kaum ein Anlaß, viel Geld in die alternativen Energietechnologien zu investieren.

Diese Studie ist psychologisch bemerkenswert: Hier wurde zwei Jahrzehnte in die Zukunft eine technologische Vorhersage gemacht, ohne daß das Potential von Forschung und Entwicklung überhaupt einkalkuliert worden war.“

Wir begegnen diesem merkwürdigen Verhalten auch später immer wieder – so daß ich mich dazu entschlossen habe, dieses zum Kern meines Abschluß-Statements zu machen. Doch zurück zur Chronologie…

In Rex, Georgia, geht 1974 der erste solarbetriebene Schienenübergang in Betrieb. Und auf dem Dach des Showgebäudes ‚Universe of Energy’ (in Disney World) wird eine 13.000 m2 große Solarfläche installiert, zu dieser (und für eine sehr lange) Zeit der größte private Sonnenkollektor der Welt, der alle Heizungsanlagen, Warmwasserbehälter und Kühlaggregate von EPCOT betreibt (Experimental Prototype Community of Tomorrow).

Geschichte der Solarenergie 1975 – heute

1975 scheint ein Schlüsseljahr für den gesamten Bereich der Erneuerbaren Energie – und ebenso für die Solartechnik zu sein, denn in den USA werden kurz nacheinander drei Unternehmen gegründet, die sich im Laufe der Jahre ausgesprochen stark für den Einsatz von PV-Systemen engagieren: erstens die durch Ishaq Shahryar gegründete Solec International, zweitens die durch Bill Yerkes gegeründete Solar Technology International (später von Atlantic Ritchfield übernommen) und drittens die Solar Power Corporation, der der Ölmulti Exxon gründet. In China findet in diesem Jahr der erste nationale Solarkongreß des Landes statt, und in Italien konstruiert Prof. Giovanni Francia in Santa Illario mit 120 Spiegeln einen Solarkessel, der 500°C erreicht.

1977 ist der Solarofen von Odeillo die erste solartechnische Anlage, deren Strom in das öffentliche Netz gespeist wird (nominell 56 kW). In den USA werden die ersten modernen thermischen Solaranlagen installiert und ein Peter E. Glasser schlägt vor, 100 Quadratkilometer große Solarzellen-Satelliten in den geostationären Orbit zu bringen, deren Energie dann in Form von Radiowellen zur Erde gesendet werden sollen. Ein einziger derartiger Satellit könnte 10 GW Strom liefern.

Am 5. Juli 1977 beginnt die offizielle Arbeit des Solar Energy Research Institute in Golden, Colorado, USA. Und Gräfin Stella Andrassy führt bei dem Festival America’s Appetite (For Energy) das solare Kochen vor. Ein Jahr später veröffentlichen Dan und Beth Halacy das erste Solar Cookery Book.

Solarfeuerzeug

Solarfeuerzeug

1977 findet in Hamburg die erste wirklich große Tagung und Ausstellung zur Nutzung von Sonnenenergie statt. Im Rahmen des 1. Deutschen Sonnenforum bieten 150 Fachvorträge und die parallele Fachausstellung Solartechnik 77 ein sehr breites Bild der solartechnischen Anwendungsmöglichkeiten, angefangen mit einfachen Sonnenfeuerzeugen aus verspiegeltem Plastik (die es inzwischen in modernisierter Form gibt) – bis hin zu multilateralen Gesamtkonzepten wie die Errichtung riesiger Wüstenkraftwerke in Nordafrika (die es leider auch 2006 noch immer nicht gibt), deren Sekundärenergie in Form von Wasserstoff gespeichert, durch Pipelines transportiert, und anschließend beim Endverbraucher in Europa mittels Brennstoffelementen wieder zu elektrischer Energie re-transformiert wird.

Die bereits 1977 vom Weißen Hauses bestellte thermische Solaranlage wird 1979 endlich auf dem Westflügel installiert, zur großen Freude von Präsidenten Jimmy Carter und seinem Energieberater David freeman. Die 34 Kollektoren decken 75 % des Warmwasserbedarfs im Weißen Haus. Später läßt ,Cowboy’ Ronald Reagen alles wieder abreißen…

Ich selbst beginne zwar schon 1973 – d.h. im Zuge der sogenannten Ölkrise – damit, mich mit dem Thema der Alternativenergie zu beschäftigen, doch erst ab 1977 bereite ich in Syrien dann auch die Umsetzung der theoretischen Erkenntnisse vor – und 1980 bauen mein Team und ich in Damaskus die erste einer wachsenden Zahl thermischer Solaranlagen, die ich innerhalb unseres familiären Ingenieurbüros entwickelt habe.

Ich werde später noch einiges über die hierbei gemachten Erfahrungen berichten…

Am 3. Mai 1978 zelebrieren weltweit rund 25 Mio. Menschen den ersten internationalen ‚Welttag der Sonne’ (SUN DAY) (dieser Termin ist übrigens auch der ‚Welttag der Pressefreiheit’ – sonnenklar!).

In diesem Jahr installiert die Telecom Australia im Auftrag der Regierung die ersten 13 solarbetriebenen Funkverstärker für Telefon und Fernsehen – die selbst unter den harten Klimabedingungen des outback so gut funktionieren, daß man gleich noch 70 weitere errichtet.

Ebenfalls 1978 wird auf dem MIT-Campus das Solarhouse V errichtet, das der Fakultät für Architektur als experimentelles Studio und Unterrichtsraum dient. Im Gegensatz zu den ersten vier Solarhäusern hat es keine mechanischen Geräte wie Solarkollektoren, Pumpen oder Ventilatoren, statt dessen werden alle Elemente der Solaranlage direkt in das Baumaterial eingearbeitet.

1979 baut ARCO Solar in Camarillo, Kalifornien, die weltgrößte Herstellungslinie für Solarzellen. Das Unternehmen ist das erste, das einen Jahresausstoß von 1 MW erreicht. Anfang 1980 wird dann die erste große PV-Anlage errichtet – beim Natural Bridges National Monument in Utah. Die 3 Mio. US-$ teure Anlage besteht aus exakt 266.029 Solarzellen, die in 12 Reihen montiert sind und 100 kW Leistung erbringen, die Dienstwohnungen, Werkstätten eine Abwasseranlage und ein Besucherzentrum mit Strom versorgen.

In Israel sind seit 1980 solare Warmwassersysteme für alle neuen Wohnhäuser bis zu neun Stockwerken vorgeschrieben – ab 1985 wird das Gesetz auf überhaupt alle großen Wohnhäuser erweitert. In den USA dagegen werden unter Präsident Ronald Reagan die nationalen Solarprogramme fast völlig zurückgefahren.

1981 fliegt das erste solarzellenbetriebene Flugzeug – die Solar Challenger von Paul MacCready. Das Flugzeug überquert den englischen Kanal in fünf Stunden, wobei es ausschließlich von vier 3 PS Elektromotoren angetrieben wird. Über dieses und andere elektrisch betriebene Fahr- und Flugzeuge spreche ich ausführlich unter Elektrischer Mobilität – bzw. unter Elektro- und Solarflugzeuge. Und im saudiarabischen Jeddah geht mit 8 kW Leistung die erste solarbetriebene Meerwasserentsalzungsanlage nach dem Reverse-Osmosis-Prinzip (RO) in Betrieb.

Im gleichen Jahr erfolgt die Gründung des Fraunhofer Instituts für Solare Energiesysteme in Freiburg (später wird es das größte Solarforschungsinstitut Europas).

Im April 1982 wird in der Nähe des kalifornischen Daggett das erste kommerzielle solarthermische Großkraftwerk in Betrieb genommen, es besitzt 1.900 computergesteuerte Spiegel, die ihr Licht auf einen zentralen Boiler richten. Ebenfalls in diesem Jahr erscheint im Juni die Nr. 1 des Fachmagazins Photovoltaics – The Solar Electric Magazine, und in Tucson erfolgt das erste öffentliche ‚Solarkochen’, das ab diesem Zeitpunkt dort jeden Mai im Catalina Park stattfindet.

Solarfeuerzeug

Solarfeuerzeug

Etwa um diese Zeit erscheint ein weiteres Solarfeuerzeug auf dem Markt, von dem ich diverse kaufe und verschenke – bei einem Preis von 5 DM ist das ja auch leicht machbar. Danach verschwindet das geniale Teil leider aus dem Angebot. Der Solar Spark Lighter taucht erst lange Zeit später wiederin einigen Online-Versandkatalogen auf – 2005 zu einem Preis von 9,95 $ der sich bis 2007 auf 12,95 $ steigert. 2011 liegt er bereits bei 17,95 $.

Die erste Nummer des Magazins Photovoltaics International erscheint im April 1983. In Deutschland erfolgt die Errichtung des ersten Solarkraftwerks auf der Insel Pellworm mit 300 kW Leistung. Um diese Zeit versorgen sich bereits die Hälfte aller Haushalte auf Tahiti mit Solarstrom. Mehr ländliche Kenyaner nutzen Sonnenstrom als den Strom des staatlichen Netzes. Und mindestens 100.000 Familien in Mexiko, Mittelamerika und Westindien betreiben inzwischen schon ihr Licht sowie ihre Rundfunk- und Fernsehempfänger mit Solarstrom.

Der ‚Solar Trek’, ein Elektrowagen mit einem 1 kW Solarpanel, durchfährt im Jahr 1983 Australien. Für die 4.000 km braucht er weniger als 20 Tage, die erreichte Höchstgeschwindigkeit betrug 72 km/h.

Und 1985 durchbricht das Team um Martin Green an der University of New South Wales, Australien, beim Solarzellenwirkungsgrad die Grenze von 20 % (Ausführlichere Beschreibungen der einzelnen Entwicklungslinien finden sich nachfolgend unter den verschiedenen technologischen Umsetzungen).

Im April 1986 erschüttert die Tschernobyl-Katastrophe das Vertrauen in die Kernenergie, und sowohl Umweltverbände als auch Alternativenergie-Gruppen erhalten starken Zulauf. ARCO Solar stellt im Juni mit dem ‚G 4000’ das weltweit erste kommerzielle Dünnschicht-Zellen-Modul vor.

1987 findet in Australien mit dem Pentax World Solar Challenge das erste Solarmobil-Rennen quer durch den Inselkontinent statt, das später zuerst alle drei, und dann alle zwei Jahre wiederholt wird. Es geht über 2.100 km. Gewinner wird der von der kalifornischen Firma AeroVironment entwickelte und gebaute ‚GM Sunraycer’.

Ansonsten scheint es Mitte der 1980er Jahre mit der Sonneneuphorie vorbei zu sein, denn es werden kaum neue Entwicklungen gemacht, und auch von besonderen Umsetzungen hört man nicht mehr viel.

Zehn Jahre nach dem 1. Deutschen Sonnenforum, wird auf dem wiederum in Hamburg stattfindenden Weltkongreß zur Solarenergie im September 1987 allerdings festgestellt, daß selbst mit dem aktuellen Stand der Technik – nach immerhin mehr als 100 Jahren entsprechender Forschungsleistungen (!) – die Sonnenenergie in sehr viel größerem Umfang einsetzbar wäre, als dies tatsächlich geschieht. Der Kongreß wird zwar von 16.000 Teilnehmern (!) aus 85 Ländern besucht, denn fast alle Länder der Welt beschäftigen sich inzwischen mehr oder minder intensiv mit der Solarenergie, doch die tatsächliche Verbreitung der Technologie wird immer noch von gegensätzlichen Interessen wirtschaftlicher Natur gehemmt.

Einen rein technischen Grund für das Zögern gibt es nicht mehr, denn mittels Solarzellen werden bereits Radios und Uhren, Taschenrechner und Taschenlampen, Modellflugzeuge und Telefonzellen, Seefunkbaken und Flugfunkfeuer, Leuchtbojen und Luftmessstationen, Ventilatoren und Kaffeemaschinen, Beleuchtungssysteme und sogar Autos betrieben. Es gibt sogar solarbetriebene Geigerzähler und sonnenstromversorgte Holzsägen für Waldarbeiter. In Australien nutzen Fernseh- und Funktelefonstationen die Sonnenenergie, in Japan sind es Ampeln, in Amerika ganze Flughäfen, und in Saudi-Arabien Verkehrs-Hinweisschilder in der Wüste, die mit der tagsüber gespeicherten Solarenergie nachts beleuchtet werden. 1983 startet die EG fünfzehn Solar-Pilotprojekte, und 1987 wird zum ersten mal sogar eine Öl-Bohrplattform mit solar erzeugtem Strom versorgt (das Satha Ölfeld der UDECO im Arabischen Golf). Doch trotz alledem leben alleine im Gebiet der Europäischen Gemeinschaft 1989 noch rund 1,2 Millionen Menschen in abgelegenen Häusern ohne Strom.

Interessant ist auch die Geschichte der Solarleuchte Solux, die ich im Rahmen einer persönlichen Korrespondent mit Herrn Werner Zittel 2008 erfahre: Ihren Anfang nimmt sie Ende der 1980er Jahre bei der Ludwig-Bölkow-Stiftung (LBST), als der Siemensmitarbeiter Herr Rolf Martin vorzeitig in den Ruhestand geht, um sich in Entwicklungshilfeprojekten zu engagieren. Bei einer von der GTZ finanzierten Recherche über die damals am Markt erhältlichen Solarleuchten stellt er fest, daß keine den Anforderungen gewachsen ist (Spritzwasserfest, stoßfest, einfach etc.) – und entwickelt daraufhin bei der LBST die Solux-Leuchte. Der erste Prototyp mit einem Holzgehäuse soll noch immer existieren.

Bei dem Projekt zur Förderung und Verbreitung von photovoltaischen Leuchten in den Entwicklungsländern des Südens – inzwischen in Form des gemeinnützigen Vereins SOLUX e.V. in Taufkirchen – werden die Halbteile in einer Werkstatt bei Dresden gefertigt, anschließend als Bausätze in vorwiegend afrikanische Länder geschickt und dort in Werkstätten zusammengebaut und betrieben. Inzwischen hat sich die Technik verbessert und die Preise sind gesunken, sodaß das ganze eine größere Dimension angenommen hat.

Solux wird mehrmals international ausgezeichnet, ist Projekt der EXPO 2000 in Hannover und wird mit dem Projekt One Child One Solarlight auf der Bildungsmesse didacta im März 2010 vom Nationalkomitee der UN-Dekade ‚Bildung für nachhaltige Entwicklung’ als neues, offizielles Dekade-Projekt ausgezeichnet. Nach langer Vorbereitung gibt es ab 2010 eine neue, robuste und hochwertige Solarleuchte als Fertigprodukt mit 2,5W Modul, modernem Gehäuse und Handy-Adaptern. Sie heißt LED-105 und ist in kleinen Stückzahlen für 54,50 € erhältlich.

Solarkocher in Syrien

Solarkocher (Syrien)

Was zu Beginn Künstler inspirierte (Beispiel: die TUNIX-Maschinen von Charles und seiner Frau Ray Eames, 1957), uralte Träume wiedererweckte (Beispiel: Solarflugzeug Solar Challenger von Paul MacCready, 1981) und sogar in 3. Welt-Ländern Anlaß zu Innovationen gab (Beispiel: der Umbau  von Satellitenschüsseln zu Parabol-Solarkochern durch den syrischen Ingenieur Maan Kaadan, ab 1996), ist inzwischen zu einem derartig umfangreichen Geschäft mit Sonnenkollektoren und Solarzellen geworden, daß mehrere Institutionen (in den USA z.B. die NASA, in Deutschland die Stiftung Warentest, der TÜV Bayern, usw.) spezielle Sonnen-Simulatoren herstellen müssen, um anhand von Tests verbindliche Standards für die Lebensdauer und die Leistung der angebotenen Systeme festzulegen. Damit soll der Angebotsflut auf dem Markt zumindest eine erste oberflächliche Ordnung gegeben werden.

Und noch wesentlich schneller und umfangreicher als die ‚Hardware’ verbreitet sich die ‚Software der Sonnenenergie’: So drängeln sich Ausstellungen, Messen, Kongresse und Tagungen, wetteifern Vereine, Initiativen, Unionen und Gesellschaften, berichten Akademiker, Institute, Symposien und Arbeitsgemeinschaften, und es werden Zeitschriften, Studien, Bücher und Arbeitshefte en masse veröffentlicht. Es finden mehr und mehr Seminare, Vorlesungen, Workshops und Foren statt, und es gibt Aufkleber zur Meinungsäußerung, Lichtdruckrotoren als Anschauungsmodelle, offizielle Sonnentage zum Feiern und sogar schon in den sonnenreichen Ländern der 3. Welt aufkeimendes öffentliches Interesse. Ein großer Schritt – wurde die Sonne doch in den meisten dieser Länder von jeher mehr als Feind denn als Freund betrachtet!

Und doch sieht es so aus, als wolle (oder solle?) die Menschheit erst ihre gesamten fossilen Energievorräte – natürlich kostenpflichtig! – verbrennen und vergeuden, bevor es zu einem tatsächlichen Umschwenken kommt. Aber dann wäre es zu spät, und wir säßen vermutlich bis zum ‚St. Nimmerleinstag’ auf dem Grund unseres Gravitationsschachtes fest. Ich gebe hier gerne zu, daß ich den Standpunkt vertrete, daß die fossilen Energien im übertragenen Sinne nur den Zweck haben, die Menschheit aus eben diesem Schacht in den Orbit zu katapultieren, um auf anderen Planeten und im All neue Lebensräume zu schaffen. Dieser ‚Absprungpunkt’ ist genau unsere heutige Zeit – und wir sind auch quantitativ genug Menschen für einen derartigen Schritt… wenn wir nicht zu lange zögern.

Ddie Arbeit im Bereich der erneuerbaren Energien geht jedenfalls kontinuierlich weiter, und so auch bei der Sonnenenergie. Hier noch einige Highlights der vergangenen Jahre:

1991/1992 dreht der Oberhausener Filmregisseur Hellmuth Costard einen surrealistisch und dadaistisch inspirierten Spielfilm Aufstand der Dinge: Vier junge Leute aus der ehemaligen DDR wollen trotz widriger Umstände etwas Sinnvolles mit ihrem Leben anfangen und nehmen den Bau eines umweltfreundlichen Sonnenkraftwerks in Angriff. Tatsächlich versuchte Costard dies auch praktisch in Namibia umzusetzen – wo die für die Sun-Machine benötigten Spiegelflächen einfach aus den leeren Alu-Dosen vom Müll hergestellt werden sollten. Und auch die letzte Produktion Costards, der leider erst 60-jährig schon 2000 gestorben ist, Vladimir Günstig – eine trojanische Affäre (oder Wladimir – eine Filmgroteske, der Film wurde erst 2004 fertig gestellt) beschäftigt sich mit dem selben Thema: Costard spielt selbst die Doppelrolle von Wladimir, einen russischen Agenten, der verhindern möchte, daß eine neue Solartechnik in die falschen Hände gerät, und die von Hellmuth, dem Zufallsforscher und Entwickler eben dieser Solartechnik. Auch dieser Film dokumentiert die Idee, mit der sich Costard im letzten Jahrzehnt beschäftigt hat: Sonnenstrahlen zur Energiegewinnung zu bündeln.

1992 behauptet China, daß dort bereits 100.000 Solarkocher in Aktion sind, die von der Henan Academy of Sciences entwickelt worden sind. Ebenfalls 1992 verkünden Wissenschaftler des Medizinisch-Elektronischen Instituts der Universität Tokio, daß sie mit Hilfe gebündelter Sonnenstrahlen, die durch Glasfasern geleitet werden, bei der Behandlung von Krebsgeschwulsten die gleichen Erfolge erzielen wie mit der wesentlich teureren Laser-Technologie. Die selbe Methode wird 1999 – abermals als Neuheit – von der israelischen Ben-Gurion-Universität in Beersheba vermeldet.

1993 werde ich von dem ehemaligen Ökobank-Gründer Dieter Reincke und dem McKinsey-Mitarbeiter Boris Schubert damit beauftragt, ein Konsortium für eine Stiftungsgründung unter dem Namen SOLAR SYSTEMS zusammenzustellen. Die Idee dieser Stiftung wird in der folgenden Zusammenfassung präsentiert:

„Im Laufe der letzten zwanzig Jahren gab es im Bereich der erneuerbaren Energien und der Energieeinsparung zwar technologische Fortschritte und Durchbrüche, aber die entsprechenden Finanzierungskonzepte wurden nicht weiterentwickelt oder angepaßt.

Diesem Manko will die Stiftung i.Gr. SOLAR SYSTEMS mit Sitz in Berlin abhelfen. Durch die Kombination des solartechnischen und finanztechnischen Sachverstands wurden spezielle Finanzierungskonzepte entwickelt.

Im Kern soll das Stiftungskapital als Bürgschaftskapital bereitgestellt werden, um damit die Vergabe von zinsgünstigen Krediten zu ermöglichen und so die Wirtschaftlichkeit der Projekte zu erhöhen.

Ziel ist es, die Grundfinanzierung von Projekten der Erneuerbaren Energien und der Energieeinsparung schnell und unbürokratisch zu sichern, sofern ein ausreichender Return On Investment erzielt werden kann.“

Obwohl es gelingt, ein hochkarätiges Kuratorium für die Stiftung zu gewinnen, zu denen der ‚bekannteste Ingenieur Deutschlands’ (Pressezitat), Ludwig Bölkow, der Präsident der International Solar Energy Society und Leiter des Fraunhofer Instituts für Solare Energiesysteme, Adolf Goetzberger, der Finanz- und Währungsexperte Wilhelm Hankel, der Leiter des Wuppertaler Instituts für Klima, Umwelt, Energie GmbH, Ernst-Ulrich von Weizsäcker, der Umweltminister des Saarlandes, Jo Leinen, der Chefkoordinator der Vereinten Nationen für Alternative Energien Ahmedou Ould Abdallah sowie der entsprechende Ressortleiter der Weltbank, Mohan Munasinghe aus Washington gehörte, klappt es nicht, das notwendige Gründungskapital von 10 Mio. DM zu akquirieren.

1994 findet auf Hawaii die Erste Weltkonferenz der Photovoltaik – und in Costa Rica die Weltkonferenz über Solarkocher statt. Gleichzeitig streicht Indien die Subvention von Solarkochern, um den Verbrauch von Kerosin und Flüssiggas anzukurbeln. Die Weltbank gründet eine Solar-Initiative, da sie die Nutzung Erneuerbarer Energien in ihrer Arbeit stärker einbeziehen will. Das Motto des Hauses lautet – für mich völlig unverständlich: „An Geld fehlt es nicht, aber an Visionen“ (!)

Ebenfalls 1994 behauptet die Presse, daß inzwischen schon jeder 3. Haushalt Jordaniens sein Wasser mit Sonnenenergie aufheizt. Aus eigener Anschauung weiß ich, daß diese Zahl mindestens um den Faktor 10 zu hoch ist – und bei einem späteren Besuch 2004 in Jordanien mußte ich sogar feststellen, daß die meisten dieser Anlagen inzwischen in einem äußerst bemitleidenswerten Zustand sind (Glasbruch, dicke Sand- oder Staubschichten, verrottete Isolierungen usw.).

Mehrere Aktivisten, darunter auch der Fernsehjournalist Franz Alt, fordern ab 1994 die Berücksichtung der Solarenergie bei den Planungen für Berlin, damit sich die Stadt als erste Solare Hauptstadt der Welt profilieren kann.

Olympische Solar-Flamme

Olympische Solar-Flamme

Die UNO ruft 1995 eine Weltdekade der Solarenergie aus. Und seit neuestem stehen aus dem von der Weltbank verwalteten Global Environmental Fonds auch günstige Kredite für Kraftwerke auf der Basis erneuerbarer Energien zur Verfügung.

1996 wird das Olympische Feuer für Atlanta auf dem Olymp erstmals mit einem kleinen Solar-Parabolspiegel entfacht. In Atlanta selbst wird das Wasser der Wettbewerbsbecken mit Solarenergie erwärmt. (Laut anderen Quellen wurde das Feuer der olympischen Fackel stets mit Sonnenstrahlen angezündet und brannte nicht mit Öl, sondern mit Erdgas. Zwischen 1948 und 1972 wurde für die Flamme allerdings Magnesium benutzt.)

Die NASA informiert 1996 über ihre Pläne, eine solarbetriebene Rakete für den Einsatz im Weltall zu entwickeln. Dabei lenken zwei ausfaltbare Spiegel das gebündelte Sonnenlicht auf einen Wasserstofftank, der dadurch bis auf 2.300°C aufgeheizt wird. Mittels einfachster Düsentechnik wird so dann der Vorschub erreicht. Etwas tiefer, dafür jedoch schon sehr erfolgreich, fliegt das Solarflugzeug Icare, das zu diesem Zeitpunkt als das weltweit fortgeschrittenste gilt. Auf seinen Flügeln befinden sich 3.000 hocheffiziente Solarzellen mit einer Gesamtfläche von 21 m2.

1997 wird der 20. Juni zum Tag der Sonne deklariert.

Der indonesische Präsident Suharto startet in diesem Jahr das Großprojekt, innerhalb von drei Jahren 36.400 photovoltaische Haushalts-Solarsysteme mit je 50 W auf seinem Inselreich zu installieren. In Indien findet die 3. Weltkonferenz zum solaren Kochen statt. Die ebenfalls 1997 gegründete Solar Century Initiative ist eine international ausgerichtete Aktion, zu deren Sponsoren der Gerling-Konzern, Greenpeace, die Lloyds TSB Bank, die Rockefeller Stiftung, die National Westminster Bank und das US-Forschungsinstitut NREL gehören. Das Ziel ist es, die Entwicklungs- und Absatzchancen der Photovoltaik auszubauen, wobei das Konzept aus drei Baussteinen besteht: Nachfrageverstärkung in den kaufkräftigen OECD-Ländern, Bereitstellung von Investitionskapital für Solarenergie-Unternehmen sowie Einsatz der erzielten Gewinne zum Aufbau einer solaren Infrastruktur in Entwicklungsländern.

In Deutschland werden 1997 Solarmodule mit einer Gesamtleistung von 13,7 MW installiert, was einem Marktwachstum von über 50 % entspricht. Die gesamte installierte Leistung beträgt damit zu diesem Zeitpunkt 40,3 MW. Weltweit steigt der Verkauf von Solarzellen um 40 %.

Im Juli 1998 findet in Wien die 2. Weltkonferenz zur photovoltaischen Sonnenenergieumwandlung statt. Und am 6. August erreicht das ferngesteuerte Solarflugzeug Pathfinder bei seinem 39. Flug vom kalifornischen Monrovia aus die Rekordhöhe von 80.000 Fuß. So hoch hatte es bislang noch kein einziges propellergetriebenes Flugzeug geschafft.

Anfang 1999 wird bekannt gegeben, daß weltweit derzeit Sonnenstromanlagen mit einer Gesamtleistung von einem Gigawatt installiert sind (zum Vergleich: am Tag des bislang höchsten Strombedarfs, am 04.12.1997, werden in der BRD 82 GW Kraftwerksleistung benötigt).

Seit 1999 gibt es in Brandenburg einen Solarkönig. Mit diesem Titel zeichnet der Fachverband Sanitär, Heizung, Klempner, Klima jenen ihrer 1.100 Mitgliedsbetriebe aus, der die größte Zahl thermischer Solaranlagen installiert hat. In diesem Jahr wird – als erster überhaupt – der Neuruppiner Wolfgang Schiemann zum 1. Brandenburger Solarkönig gekrönt. Seit 1996 hat er 46 Solaranlagen mit einer Gesamtfläche von 257 m2 installiert. Ebenfalls 1999 erhält der Solaraktivist, Autor und MdB Hermann Scheer, Präsident von Eurosolar, den Alternativen Nobelpreis, nachdem er im Jahr zuvor schon den Weltsolarpreis erhalten hat. In seinem Buch Solare Weltwirtschaft belegt er, daß die offenen und verdeckten Subventionen der konventionellen Energieerzeugung und ihres Verbrauchs weltweit zwischen 300 Mrd. $ und 850 Mrd. $ betragen, was die Wettbewerbsfähigkeit der regenerativen Energie extrem stark sabotiert.

Bereits im Juni 1999 eröffnet das erste Solarkaufhaus im Internet, wo es vom Spielzug bis zum Teichspringbrunnen alle möglichen Solarzellen-nutzenden Gerätschaften online zu bestellen gibt.

Solarsegel Münsingen

Solarsegel Münsingen

Eine Solarstromanlage, die gleichermaßen optisch und technisch beeindruckt, ist das 1999 errichtete 22 m hohe Solarkunstwerk Sonnensegel der psychiatrischen Klinik im schweizerischen Münsingen. Der Entwurf stammt von dem Berner Architekten Peter Schürch, die Ausführung übernimmt die Taroni Metallbau AG in Zolligkofen. Die monokristallinen Solarzellen der Firma Astropower mit einem Wirkungsgrad von rund 15 % werden von der Atlantis Solar Systeme AG in Bern auf die verschiedenen Segmente aus gehärtetem Einscheiben-Sicherheitsglas laminiert.

Damit Unterhalt, Wartung, Versicherungen und Rückstellungen über mindestens 20 Jahre sichergestellt werden, wird der Strom aus den 100 m2 Solarzellen an die Ökostrombörse der Gemeinde Münsingen verkauft. Die Kommune bezahlt pro eingespeister Kilowattstunde einen Franken. 1999 wird das Sonnensegel mit dem prix eta ausgezeichnet, dem Innovationspreis der Schweizer Stromwirtschaft.

Im Juni 2000 ist der offizielle Baubeginn des Internationalen SolarCenter (ISC) am Stralauer Platz nahe dem Ostbahnhof in Berlin. Die alte Niles-Werkzeugmaschinenfabrik wird für insgesamt 75 Mio. DM zu einem modernen Gebäudekomplex umgebaut, in dem sich zukünftig 2.000 Menschen mit erneuerbaren Energien beschäftigen werden. Die spätere Umsetzung enttäuscht allerdings alle in das Projekt gesetzten Hoffnungen.

Auf der EXPO 2000 in Hannover wird u.a. auch das Projekt 21 Brücken in das Solarzeitalter präsentiert – das als eines der größten dezentralen Projekte in Berlin gilt.

Ende des Jahres einigen sich die EU-Minister darauf, den Anteil der erneuerbaren Energien in Europa von einem Referenzwert von 13,9 % im Jahr 1997 auf 22 % im Jahr 2010 zu steigern. In Deutschland ist eine Steigerung von 4,5 % auf 12,5 % vorgesehen.

Zwischen 2000 und 2003 läuft ein Forschungsprogramm des Schweizer Paul Scherrer Instituts in Zusammenarbeit mit der Firma QualiCal AG, Lugano, bei dem der erste solarbetriebene Kalkreaktor entwickelt wird. Neben dem 10 kW Solarreaktor wird auch ein innovatives Fördersystem für den kontinuierlichen Betrieb, eine rotierende, feuerfeste Reaktionskammer sowie eine wassergekühlte Frontplatte entwickelt und gebaut. Es zeigt sich, daß ein Kalzinierungsgrad von mehr als 98 % erreichbar ist, während der thermische Wirkungsgrad schon ohne optimierten Reaktor 10 –15 % beträgt. Es wird Kalk von unterschiedlicher Qualität hergestellt – wobei sich gewöhnlicher Kalk aus einem kleinen dezentralen Solarofen sehr gut für den Straßen- und Häuserbau in abgelegenen Gebieten einsetzen ließe.

Im Juli 2002 installiert in Hausach, in der Nähe von Freiburg, die erste TOTAL Tankstelle eine Solarzellenanlage aus 60 Modulen mit einer Gesamtleistung von 100 W auf ihrem Dach. Gleichzeitig bekommt die Messe München die weltweit größte Photovoltaik-Aufdachanlage mit 1,058 MW Spitzenleistung. Und die bundeseigene KfW beginnt im Rahmen eines Darlehensvertrages über 15,8 Mio. € damit, in Südafrika rund 27.000 Haushalte mit PV-Anlagen auszurüsten, außerdem werden Schulen und Gesundheitsstationen mit Solarstrom versorgt. Und im Catalina Park findet das bereits 20. öffentliche Solarkochen statt.

Solar Aid Ladestation

Solar Aid

2003 wird von der Firma Godisa Technologies in Botswana das Projekt Solar Aid gestartet. Dabei handelt es sich um eine kleine Solar-Ladestation für elekronische Hörgeräte. Insbesondere für Bewohner der 3. Welt sind die Batterien für diese Geräte extrem teuer, weshalb das Unternehmen ein entsprechendes Ladesystem entwickelt, mit dem die Batterien innerhalb von 2 – 5 Stunden und bis zu 400 Mal wiederaufgeladen werden können. In dem UV-resistenten Plastikgehäuse stecken neben der Solarzelle und einem Akku noch drei Wiederstände (100 Ohm, 680 Ohm und 10 kOhm), ein Transistor, eine Diode und ein LED.

Im Jahr 2003 schreibt die Zeitschrift Solarboulevard den Wettbewerb Wer hat die älteste Solaranlage? aus. Gewinner werden Herbert Rampfl (57) aus dem bayerischen Großkarolinenfeld und Heinz Schrader (76) aus Hessisch Oldendorf – die beide ihre Anlagen bereits 1973 im Eigenbau konstruiert hatten. Ebenfalls 2003 werden nun schon zum zehnten mal von EUROSOLAR und der KfW Förderbank die Europäischen Solarpreise vergeben – die diesmal u.a. an den TV-Wetterpapst Jörg Kachelmann und den Sun-Fuel-Erfinder Bodo Wolf gehen. Außerdem nimmt in diesem Jahr im hessischen Bensheim Europas erster Direktvertrieb für Solarstromanlagen mit eigenen Montage- und Serviceteams seinen Betrieb auf: Das Unternehmen globaccs ag will noch 2003 rund 2.000 PV-Anlagen mit einer Gesamtleistung von 3,2 MW verkaufen und installieren.

Die US-amerikanische Tour de Sol öffnet sich 2003 erstmals auch für Fahrzeuge, die mit Biodiesel, Biogas, Wasserstoff etc. angetrieben werden.

Im Januar 2004 beendet die Energy Equipment Testing Service (EETS) die Installation der ‚Solar Wall’ am Welsh Development Agency technology center in St. Asaph, North Wales. Diese Wand besteht aus 2.400 Stück CIS Dünnschicht-Solarmodulen von Shell Solar und hat eine Gesamtleistung von 85 kW. Ein Vorteil dieser von SolarMount entwickelten Bauweise ist die gute Rückbelüftung der Panele, welche ihre Betriebstemperatur senkt und damit ihre Effizienz steigert.

Ab 2004 finden in der Schweiz nach österreichischem Vorbild jeweils am 20. und 21. Mai Aktionstage zur Solarenergienutzung statt.

Mitte 2004 gibt die Unternehmensvereinigung Solarwirtschaft (UVS) bekannt, daß bei einem erwarteten Wachstum von jährlich 30 % im Jahre 2010 etwa 100.000 Beschäftigte in dieser Branche arbeiten werden. Der Anteil der Sonnenenergie am Energieverbrauch werde sich auf 5 % – 10 % im Jahr 2020 ausweiten. Man rechnet damit, in diesem Jahr etwa 20.000 solare PV-Anlage zu installieren, womit sich die deutschlandweit erzielte Gesamtleistung auf rund 670 MW erhöhen wird.

Passend zum Solarkönig (s.o.) gibt es nun auch eine Sonnenkönigin in Deutschland. Mit diesem Ehrentitel wird Deutschlands effektivste Solarstromanlage bedacht – die in Brockel bei Rotenburg an der Wümme steht und der örtlichen Kirchengemeinde gehört.  Ihr Rekordergebnis im letzten Jahr: über 1.100 Kilowattstunden pro installiertem Kilowatt. Bundesumweltminister Jürgen Trittin zeichnet die Anlage am 6. Juni 2004 auf dem Umweltfestival in Berlin aus. Veranstaltet haben den Wettbewerb die Deutsche Gesellschaft für Sonnenenergie (DGS) und die GRÜNE LIGA Berlin.

Doch auch schlechte Neuigkeiten gibt es: In der Nacht vom 15. zum 16. Juni 2004 stehlen Unbekannte mehr als die Hälfte der Module einer Freiland-Solarstromanlage in Mirow. Es handelt sich um 30 Siemens-Module vom Typ SM 110, Baujahr 1999. Die Anlage war seit 2001 in Betrieb. Hans-Jürgen Lippe vom Solar-Zentrum Mirow: „Auf Grund der Professionalität deutet alles auf einen fachlich fundierten Auftragsraub hin.“

Die Brüder Michael und David Hartkop konstruieren 2004 aus einer alten Satellitenschüssel und 100 gebrauchten Plastikspiegel ihren ersten solaren Kaffeeröster und starten ihr Solar Roast Coffee Geschäft. Nach dem Helios 1 wird im Sommer 2005 der Röster Helios 2 gebaut, der mittels seiner Glasspiegel ein Kilo Kaffee in weniger als 20 Minuten verarbeiten konnte. 2006 folgt eine mobile Anlage, da die Wetterbedingungen in Oregon nur 3 Monate lang eine ausreichend starke Sonneneinstrahlung zulassen. Helios 3 schafft schon 2,5 kg und wird unter einem transparenten Dome aufgestellt.

2007 zieht das Unternehmen nach Pueblo, Colorado, wo auch ein Ladengeschäft eröffnet wird. Im Folgejahr geht der neue und schon wesentlich größere Solarröster Helios 4 in Betrieb, der in 20 Minuten bis zu 15 kg Kaffee mahlfertig rösten kann. Das professionelle System verwendet eine bewegliche Wand mit Spiegeln, die das Sonnenlicht auf eine Receiverbox konzentrieren, in der die Luft auf einige hundert Grad erwärmt wird. Diese erwärmte Luft wird dann in den Solar-Röster geleitet. Als Reserve gibt es einen herkömmlichen Propan-Brenner. 2010 haben die Brüder schon drei Läden und das Geschäft boomt. Außerdem wird ein einer weiteren Röster-Generation gearbeitet. Der Helios V soll 2011 fertig werden. (Über Konzentrator-Technologien wird ausführlich im Kapitel Optimierungs- und Verstärkungstechniken berichtet).

Im Sommer 2004 fördert die Projektagentur Zukunftsfähiges Berlin 13 „neue, innovative Projekte“ aus Lottomitteln. Im Treptower Park und im Schlesischen Park z.B. sollen Solarkocher aufgestellt werden. Ebenfalls gefördert wird ein Projekt, das Kindergartenkinder spielerisch – etwa durch ein solares Puppenhaus – an erneuerbare Energien heranführen will. Für mich liest sich das – in diesem ‚neuen Jahrtausend’ – wie der pure Hohn. Was bei den folgenden Meldung wohl auch manch amerikanischer früher Solaraktivist gedacht hat:

„Ich habe den Menschen in Kalifornien während meiner Wahlkampagne versprochen, mich als Gouverneur für die Sonnenenergie einzusetzen. Heute löse ich das Versprechen ein“, spricht Arnold Schwarzenegger am 28. Februar 2005. Bis 2018 sollen in Kalifornien Solarstromanlagen mit einer Leistung von 3.000 MW zur Stromversorgung beitragen. Um das Ziel zu erreichen, soll die Regulierungsbehörde einen Förderfonds einrichten. Außerdem will Schwarzenegger die Grenze, bis zu der Energieversorger Provisionen für Überschuß-Strom aus Photovoltaikanlagen zahlen müssen, von etwa 0,5 % auf 5 % der Spitzenlast erhöhen. Der aktuelle Gesetzesentwurf setzt auf sinkende, staatlich geförderte Preisnachlässe bei Solarstromanlagen. Allerdings dürften die Gelder nicht aus dem maroden Staatsbudget kommen. Statt dessen werden die kalifornischen Einwohner wohl eine Extra-Solar-Gebühr mit ihrer Stromrechnung zahlen müssen.

Solar-Rucksack

Die ‚estec’ in Freiburg findet 2005 zwar erst zum zweiten Mal statt, gilt aber trotzdem schon als weltweit bedeutendste Solarthermie-Konferenz. Zu den Sponsoren gehören unter anderem Aeroline, Armacell, Conergy, Gasokol, Greenonetec, Grundfos, Interpane, Schüco, Velux und Wilo. Und die bereits 1952 gegründete kalifornische Firma O’Neill zeigt Ende 2005 erstmals einen Rucksack mit integrierten Solarzellen an, der von den Outfittern alsbald für rund 200 € angeboten wird.

Es scheint allerdings, als sei die Firma schon von dem Stores-Versand reware.com überholt worden, der für 175 $ bereits seit Mitte 2005 einen Juice Bag in sechs Farben anbietet, dessen flexible Solarzellen einen Output von 6,3 W erreichen.

Der Hamburger Ulrich Heitfeld,  der bereits 1979 seine Diplomarbeit über die Nutzung der solaren Strahlungsenergie geschrieben hat, propagiert ab 2006 mit seiner Aktion WELTLICHT.de die Ablösung der Petroleumlampe in der 3. Welt, die er als gesundheitsschädlich und angesichts der vielen Brände sogar als lebensgefährlich betrachtet. Sein Solarsystem besteht aus einem 8 W PV-Modul, einem Laderegler, einer 12 V Batterie und drei starken LED-Leuchten, deren Lebensdauer bei zehn Stunden Licht pro Tag 27 Jahre beträgt (198,- €).

Der Vorsitzende des Intergovernmental Panel on Climate Change Rajendra Pachauri, der 2007 gemeinsam mit Al Gore einen Nobelpreis bekommt, errechnet, daß man mit den Kosten von fünf Wochen Krieg im Irak (15 Mrd. $) eine Milliarde Menschen mit PV-Strom versorgen könnte.

Am 23. Juni 2006 feiert das von Professor Adolf Goetzberger gegründete Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme (ISE) sein 25-jähriges Bestehen. Wir erinnern uns: 1981 mußte Goetzberger erhebliche Widerstände überwinden, um ein solar-orientiertes Fraunhofer-Institut gründen zu können. Solartechnik wurde belächelt und galt nicht als industriefähig. Heute, 25 Jahre später, erzielt die Branche allein in Deutschland einen Umsatz von mehreren Milliarden Euro. Weitere aktuelle Details finden sich unter ‚Marktentwicklung’. Später wird Adolf Goetzberger für sein Lebenswerk in der Solarenergie mit dem Preis Europäischer Erfinder des Jahres 2009 ausgezeichnet.

Das Konzept eines solarbetriebenen Implantats, das die Rückseite des Auges mit Chemikalien versorgt und blinde Menschen wieder sehen lassen soll, wird 2006 vorgestellt. Der Chip stimuliert die Netzhaut durch Besprühen mit Neurotransmittern. Im Gegensatz zu anderen in der Entwicklung befindlichen Implantaten, die eine elektrische Ladung direkt auf Netzhautzellen erfordern, funktioniert das neue vorgeschlagene System, ohne daß sich die Zellen erwärmen.

Solarjo-Handtasche von Hynek

Und damit die Kreativität nicht zu kurz kommt, füge ich hier noch ein paar der aktuellen Solarenergie-Umsetzungen im künstlerischen Bereich hinzu:

Der Maschinenbau-Doktorand an der State University of Iowa Joe Hynek entwickelt Ende 2005 eine rechteckige Handtasche, deren Außenhülle – mit Solarzellen bestückt – elektronische Kleingeräte aufladen kann. Sein Stück nannte Hynek Solarjo Power Purse, die einzelnen Zellen sind durch weiße Linien getrennt. „Ich habe viel Arbeit investiert, um das technische Äußere so zu designen, daß die Tasche auch von Geschäftsfrauen getragen werden kann“, wird der Entwickler zitiert. Konzipiert ist die Solar-Tasche dafür, elektronische Kleingeräte wie iPod, Handy, Kamera oder Diktiergerät via USB-Stick aufzuladen. Die Materialkosten sind zwar noch beachtlich, jedoch hofft Hynek, die Solar-Handtasche für unter 300 Dollar verkaufen zu können.

Um beim zweiten Energiegipfel im Oktober 2006 den praktischen Nachweis zu erbringen, daß Erneuerbare Energien sehr wohl eine 100-prozentige Vollversorgung der Bundesrepublik übernehmen können, bündeln die Enercon GmbH, die Schmack Biogas AG und die SolarWorld AG ein paar bestehende Anlagen zu einem solaren Kombikraftwerk.

Besonders ästhetisch und preiswürdig finde ich die 2006 vorgestellten Solar-Lampions von Damian O’Sullivan – da diese auch in ihrem Minimalismus und ihrer Ehrlichkeit bestechen. Statt nämlich die in diesem Fall 36 Solarzellen irgendwo im Deckel zu verstecken, wie es die meisten anderen Designer und Hersteller tun, bilden sie hier in multifunktionaler Weise gleichzeitig auch den Corpus der Solarlampe. Innen befinden sich der Akku sowie die LEDs.

DoCoMo Solarhandy

DoCoMo Solarhandy

Bereits seit Juli 2005 versucht das japanische Monopolunternehmen NTT DoCoMo mit seinem Solarhandy-Prototypen FLIP PHONE Interesse auf dem Markt zu wecken. Das Gerät besitzt rückseitig eingelassenen Solarzellen, die es immer wieder ‘von alleine’ aufladen. 

Mitte 2006 zeigt auch das Fraunhofer Institut das Konzept eines dort entwickelten Solarhandys, doch beide Konzepte sind bislang noch nicht umgesetzt worden.

Das Helen Hamlyn Research Center for Inclusive Design erhält 2006 einen Preis für seine Innovation ‚The Sunlight Table’ – die zwischen der Natur und der Arbeitswelt vermitteln soll, indem die Tischplatte perforiert und mit Glasfasern ausgestattet wird, deren Ende an der Außenseite des Bürogebäudes befestigt wird. Dadurch reichen das Tageslicht, der Sonnenschein und sogar die Schatten vorbeifliegender Vögel bis in die Arbeitsräume hinein.

Ein weiteres sehr schönes Projekt stammt von Sheila Kennedy und Frano Violich, die bereits gemeinsam 1988 in Boston die Kennedy & Violich Architecture Ltd. (KVA) gründeten. Hier startet im Jahr 2006 das Sierra Portable Light Projekt, bei dem ein interdisziplinäres Team neue Modelle für energieeffiziente elektrische Energie und Beleuchtung entwickelt und umsetzt. Zielgruppe sind die bis zu 2 Mrd. Menschen auf unserer Welt, die noch immer kein elektrisches Licht zur Verfügung haben.

Solare Reading Mat

Reading Mat

Das integrative Design-Konzept manifestiert sich in MAT Taschen, die von Frauen in der San-Andreas-Region der Sierra Madre, Mexiko, auf traditionellen Webstühlen gewebt werden – sowie dem Prototyp einer tragbaren, leuchtenden ‚Reading Mat’, in der hell strahlende LED’s und flexible Solarzellen in textilem Material eingebettet sind. Die selbstleuchtende, weiche Lesematte wiegt weniger als 230 g, läßt sich falten oder rollen, und liefert nach fünf Stunden Ladezeit 160 Lumen Licht – vier Stunden lang.

Weltmarktführer Sharp wirbt für Produktion von Solarzellen, indem er am 14.09.2006 vor dem Kulturforum auf dem Matthäi-Kirchplatz in der Nähe des neuen Regierungsviertels einen Solarobelisk enthüllt, eine 5 m hohe, aus Edelstahl und Glas bestehende solarbetriebene Multimedia-Skulptur. Entwickelt wurde der Solar-Obelisk durch die Berliner Solar Lifestyle GmbH in Zusammenarbeit mit dem Architekten Ingo Schneider.

Mein Freund Sepp Fiedler, Geschäftsführer der Solar Lifestyle GmbH, beschrieb den Bezg: „Im alten Ägypten stand ein Obelisk für die freundschaftliche Verbindung der Menschen mit dem Sonnengott. Heute soll er als Monument für einen verantwortungsbewussten Umgang mit den natürlichen Ressourcen unseres Planeten verstanden werden.“

Der mit vier semitransparenten Sharp-Dünnschicht Solarmodulen (je 37 W) bestückte Solar-Obelisk ist innen beleuchtet, hat einen Granitboden und ist von einer Sitzbank umgeben. Auf der Rückseite zeigt ein Display die aktuelle Einstrahlungsenergie an und informiert über den Standort und die Folgen des Klimawandels. Die Idee ist gut, die Umsetzung allerdings etwas schwach, denn mit mickrigen 5 m Höhe ist ein Obelisk einfach zu klein. Zwischen markanten Gebäuden wie dem Museum, der Nationalgalerie und der Matthäikirche um ihn herum kommt er nicht zur Geltung.

Sehr nett ist auch der Song ‚Solarenergie’ der Berliner Gruppe Culture Candela, der zur Zeit manchmal im Radio gespielt wird.

HTW Solarhandy

HTW Solarhandy

Im März 2007 folgt dann das 140 g schwere Solar-Phone S116 des chinesischen Herstellers Hi-Tech Wealth (HTW), das für rund 390 € über den Online-Shop des Unternehmens erhältlich ist. Es handelt sich um ein Klapp-Handy, dessen Oberseite komplett mit Solarzellen bestückt ist. Im direkten Sonnenlicht reichen 40 min. Aufladezeit, um 20 – 25 min. telefonieren zu können. Ob und wann es auf den Markt kommen soll, ist noch nicht bekannt. Bis 2009 will die Firma 30 verschiedene solare Modelle anbieten.

In diesem Sommer präsentiert der Bademoden- und Dessoushersteller Triumph in Spanien auch den ersten kommerziellen Badeanzug mit integrierten Solarzellen, die bis zu 4 W liefern, um etwa Handys oder MP3-Player aufzuladen. Für die technische Umsetzung hat sich Triumph mit dem Solarhersteller Conergy zusammengetan (s.d.).

Nach mehrjähriger Entwicklungsarbeit bringt PowerGuy im Mai 2007, kurz vor dem G8 Gipfel in Heiligendamm, mit dem Solar-Charger SP1000 das erste netzunabhängige Solarladegerät für mobile Elektrokleingeräte auf den deutschen Markt.

Ebenfalls im Mai 2007 meldet die US-Presse, daß Mitglieder der Amish-Bewegung im Nordosten Ohios, die sich ansonsten strikt weigern elektrischen Strom, das Telefon oder andere moderne Technologien zu nutzen, zunehmend PV-Anlagen auf ihre Dächer setzen, da sie diese als sinnvolle und akzeptable Alternative zum Erdgas oder zu Kerosin-Lampen als Lichtquellen betrachten.

Solar-Maus

Solar-Maus

Im August 2007 wird in Holland (endlich) die erste Computer-Funkmaus mit Solarzellen namens Sole Mio angeboten, da diese – eigentlich sehr bequemen Werkzeuge – zumeist dann leere Batterien haben, wenn es gerade besonders dringend ist.

Entwickelt wurde das Gerät im Rahmen des Syn-Energy-Programms der Netherlands Organisation for Scientific Research (NOW), bei dem die Universitäten von Twente und Utrecht, das ECN und die TU Delft eng zusammenarbeiten. Forscher gehen davon aus, daß eine breitere Nutzung autonomer Stromversorgungen mehrere 100 Millionen Batterien einsparen würde.

Ende 2007 kommt eine neue zusammenrollbare Solarzellen-Matte auf den Markt. Die Brunton SolarRoll 14 ist in der Lage ihrem Outputmaximum von 14 W sogar Laptops zu betreiben – wozu sie allerdings auf ihre Gesamtlänge von 1,5 m der Sonne ausgesetzt werden muß. Das Unternehmen aus Riverton, Wyoming, bietet drei verschiedene Größen an, das hier beschriebene Modell kostet 480 $, kleinere gibt es ab 220 $.

Faltbarer Solar-Charger

Faltbarer Solar-Charger

Etwas billiger, aber natürlich nicht so hip, sind die faltbaren Solarkraftwerke, die es seit Mai des Jahres für knapp 100 $ gibt.

Bluetooth-GPS-Empfänger mit integrierten Solarzellen gibt es inzwischen auch von dem Anbieter HAMA – für Preise um die 120 € –, und im November 2007 verblüffen die Professoren Kunio Komiyama und Gerry Uswak von der Universität Saskatchewan die Fachwelt mit einer ‚solaren Zahnbürste’, die bereits von der japanischen Shiken co. hergestellt wird. Komiyama arbeitet bereits seit über 15 Jahren an dieser Entwicklung, welche zukünftig Zahnpasta absolet macht, weil das Titanium-Dioxid unterhalb der Nylon-Borsten – wenn feucht und mit Sonnenlicht beschienen – Elektronen freisetzt, welche mit der Säure im Mundraum reagieren und den Plaque ablösen.

Ende des Jahres werden auch die von Ross Lovegrove designten ‚Solarbäume’ bekannt, die bereits im Oktober eine Woche lang auf der Ringstraße in Wien installiert waren.

Während des Tages speichern diese Strukturen genügend Energie, um ihre Umgebung damit nachts beleuchten zu können, wofür unterhalb der jeweils 36 Solarzellen pro ‚Blatt’ starke LEDs installiert sind. Hergestellt werden sie von der Firma Artemide, die Solarzellen selbst stammen von Sharp.

Veil Shade

Veil Shade

In Europa ist das Interesse an derartigen Alternativen zwischenzeitlich gestiegen, nachdem man errechnet hatte, daß 2006 die Straßenbeleuchtung rund 10 % des gesamten europäischen Energieverbrauchs erfordert.

2007 präsentiert die britische Design-Firma Büro North sehr ästhetische Schattenspender namens Veil Shade, die gleichzeitig photovoltaische Absorber darstellen und insbesondere für Schulhöfe gedacht sind. Sie drehen sich automatisch nach der Sonne. Das Projekt geht auf eine Initiative der australischen Regierung zurück, eine sinnvolle Verbindung zwischen Sonnenschutz und Sonnennutz zu finden.

Anfang 2008 meldet der US-Handyhersteller Motorola ein LC-Display zum Patent an, hinter dem Solarzellen verbaut werden können. Damit sollen Handys und andere mobile Endgeräte in die Lage versetzt werden, sich mit Hilfe von Solarenergie selbst mit Strom versorgen. Den Motorola-Technikern ist es gelungen, die LCDs samt den integrierten Solarzellen derart effektiv zu gestalten, daß sogar der Akku komplett geladen werden kann. Damit werden Aufladegeräte überflüssig.

Im Gegensatz zur Lichtdurchlässigkeit bisheriger Displays von 6 – 30 % Prozent konnte nun mittels cholesterischer Flüssigkristalle eine Durchlässigkeit von 75 % erreicht werden, was die beiden Komponenten Polarisator und Reflektor in den Displays überflüssig macht. Ob und wann das Solarhandy auf dem Markt erhältlich sein wird, steht noch nicht fest.

Solar Mobile Phone Charger

Solar Mobile
Phone Charger

Für 160 € ist dagegen das CECT N528 erhältlich, das sich bereits als weltweit erstes Solar-Handy präsentiert und in der Schweiz bestellt werden kann.

Und für Handys oder MP3-Player gibt es 2008 den Solar Charger mit eingebauter Li-Ionen Batterie für 30 $, den Solar Mobile Phone Charger für nur 17 $, der geschlossen eher wie eine Puderdose aussieht, oder den wesentlich höherwertigen Solio Magnesium für 200 $, dessen interner Akku Strom für ein ganzes Jahr speichern soll.

Dieses Objekt läßt sich wie ein Klappmesser öffnen und bildet dann eine der Sonne zugewandte ‚Blüte‘ aus Silizium und Magnesium – das Gehäusemetall.

Eine Vielzahl privater Solarpaten sowie die Firmen Good Energies (Zug/Schweiz), Conrad electronic (Hirschau) und die Industriellen Werke Basel finanzieren das Projekt ‚Licht für Bildung III’, in dessem Rahmen Anfang 2008 das größte Solarprojekt in Ostafrika gestartet wird. Unter der Leitung der Stiftung Solarenergie, mit Sitz in Merzhausen bei Freiburg i.Br., entsteht bis zum Sommer das bereits dritte Solardorf: In Rema-Dire, rund 250 Kilometer von der äthiopischen Hauptstadt Addis Ababa entfernt, sollen 1.500 Hütten mit Solarenergie ausgestattet werden, was rund 6.000 Menschen zugute kommen wird.

Wesentliches Element des Projektes: Die Solarsysteme werden nach dem Prinzip ‚Hilfe zur Selbsthilfe’ installiert. Etwa 24 äthiopische Elektroinstallateure, die in der International Solar Energy School der Stiftung Solarenergie ausgebildet wurden, sind für die Installation und Wartung der Solarsysteme in Rema-Dire verantwortlich.

Der absolute Renner in diesem Jahr könnte der solar betriebene MP4 Player für 123 $ aus China werden, der außerdem Videos abspielt, als Game Boy und als Ladestation für andere Geräte genutzt werden kann. Der Hersteller China Vision hat außerdem noch einen 2 GB Speicher mit eingebaut.

Solartasche Logan Rückseite mit Solarzellen

Logan

Neben diesen Umsetzungen scheinen sich zur Zeit am meisten die Hersteller von Rucksäcken, Taschen und Koffern mit der Integration von Solarzellen in ihre Produkte zu beschäftigen.

Ich werde im Folgenden einige Beispiele besonders schöner oder sinnvoller Designs vorstellen:

Da gibt es einmal die Umhängetasche Logan des Unternehmens Noon Solar aus Chicago, hergestellt aus bayerischem Rindsleder, die zu einem Preis von 412 $ angeboten wird (Solarzellen: 7,2 V/300 mA, Akku: 3,6 V/3.600 mAH).

Den Umweltgedanken treibt der Voltaic Converter Solar Charging Bag noch weiter, ein Solar-Rucksack des US-Versands voltaicsystems.com, dessen Material aus recycelten PET-Flaschen besteht.

Diesen Solarrucksack gibt es zu Preisen zwischen 180 und 220 $ (Solarzellen: 4 W, Akku: 4.400 mAh).

Wesentlich stärker ist der solare Aktenkoffer des gleichen Unternehmens für 599 $, mit dem man auch einen Laptop laden kann (Solarzellen: 14,7 W, Akku: unbekannt).

Voltaic Laptop-Tasche

Voltaic Laptop-Tasche

Die Solar Messenger Taschen von Eclipse Solar Gear gibt es in verschiedenen Farben und zu Preisen zwischen 130 und 270 $ (Solarzellen: 2,5 W, kein Akku).

Und es gibt auch Solar-Rucksäcke der taiwanesischen Firma Nanomar, die nur zwischen 68 und 98 $ kosten – allerdings ausschließlich bei gleichzeitiger Abnahme von 500 Stück… (Solarzellen: unbekannt, Akku: 3,7 V/4.400 mAh).

Im März 2008 übermittelt die Presse das Ziel des indischen Energy and Resources Institute, das mit seinem Solarlampen-Projekt ‚Lighting a billion lives’ den mindestens 1,6 Mrd. Menschen ohne Strom helfen will. Künstliches Licht gibt den Erwachsenen mehr Zeit zu arbeiten und den Kindern die Chance zu lernen. Gleichzeitig würden gesundheitliche Probleme vermieden, die durch Rauch der benutzten Kerosinlampen in den Gebäuden entstehen. Das Projekt sucht nach Sponsoren für die 80 US-$ teuren Lampen.

Ebenfalls im März 2008 präsentiert die US-Firma SRS Building Energy aus Philadelphia eine neue Form photovoltaischer Dachziegel.  Aufgrund der Recherche meines Freundes Chris Gutermann stellte sich heraus, daß sich Solarziegel bislang hier in Deutschland deshalb noch nicht durchgesetzt haben, weil „Dachdecker eben keine Elektriker sind – und umgekehrt“. Es scheint, als schlummere diese Marktlücke seit Jahren unentdeckt vor sich hin.

Solar betriebene
Gebetsmühle

Die verblüffendsten solar betriebenen Objekte, die ich in diesem Jahr gefunden habe, sind jedoch die mit Solarpaneelen ergänzte Gebetsmühlen des seit 1993 bestehenden nepalesischen Unternehmens Lotus Energy: „Die Lotus Solarenergie Gebetsmühle dreht sich durch die Strahlen der Sonne zur Verbreitung von Frieden und Harmonie in Ihrem Haus und in der Welt.“

Ein weiteres Projekt zur Lichtversorgung ohne Stromnetz wird von den Projektpartnern SolarWorld AG, Osram und Nokia getragen. Im April 2008 wird darüber berichtet, daß am Viktoriasee in Kenia, an dem rund 30 Mio. Menschen ohne Zugang zum Stromnetz leben, in der Kleinstadt Mbita ein Pilotprojekt startet, das gute Voraussetzungen für eine erfolgreiche Umsetzung des Off-Grid-Konzepts bietet, das inzwischen als sinnvoller Weg in die Zukunft für Entwicklungs- und Schwellenländer gilt.

Rund 175.000 Fischer auf dem See locken jede Nacht mit Kerosinlampen Fische an. Für die Fischer in Mbita rechnet sich das Umsatteln auf die solar-betriebenen Osram-Energiesparlampen bereits nach vier Wochen, da bisher allein die Kerosinkosten über die Hälfte ihres Einkommens ausmachen. An einer eigens dafür gebauten Solarstation können die Anwohner Akkus für energiesparende Lampen und Leuchten sowie andere Elektrogeräte wieder aufladen. Dadurch werden an den ‚Solarenergy-Hubs’ auch neue Arbeitsplätze geschaffen. Für die Finanzierung der Lampen und der Pfandanleihe steht den Nutzern ein Microfinancing-System zur Verfügung, das von der lokalen Nicht-Regierungs-Organisation OSIENALA betrieben wird.

Nachdem im April 2008 das Berliner Volksbegehren der Initiative ICAT scheitert und der Flughafen Berlin-Tempelhof nun endgültig zum Jahresende geschlossen werden soll, wird für das riesige innerstädtische Areal seitens des Solarvereins Berlin Brandenburg vorgeschlagen, daraus eine Gigawatt-Solaranlage zu machen. Als bevorzugten Standort schlägt der Verein die Nutzung der ohnehin versiegelten Flächen der Rollfelder als ‚Solarbahnen’ vor. Außerdem schlägt der Verein als Betreibermodell das Beteiligungsmodell der Bürgersolaranlagen vor, bei dem sich Privatpersonen und Unternehmen an den Anlagen beteiligen können. Berechnungen zufolge würden 100 ha, also ein Viertel der Gesamtfläche, pro Jahr mit statischen Solarmodulen einen Ertrag von 12,5 GWh erwirtschaften, mit nachführbaren Solarmodulen sogar 16,3 GWh, was dem Bedarf von rund 7.000 Haushalten entspräche.

Zu den bemerkenswerten solartechnischen Produkten und Designs, die 2007/2008 auf den Markt kommen, gehört der Solartisch der Sudia Design Labs in Brooklyn, NY, dessen Batterie in nur drei Stunden Sonnelicht aufgeladen wird, und der mit seinem integriertem 120 V Inverter auch in der Lage ist, einen Laptop rund vier Stunden kang zu betreiben. Falls gewünscht kann das Panel schräg ausgeklappt werden (3.600 $).

Der PowerCube 6000 von Reluminati ist ein transportables, aufklappbares System mit drei 200 W Paneelen, 3,5 kW Leistung und integriertem 2.400 Amh Speicher (25.000 $), das allerdings die Maße einer großen Kühltruhe hat.

PowerCube 6000

PowerCube 6000

Etwas kleiner sind der Portable Solar Powered Generator (PSPG) von Ken Solar, der 1,5 kW Leistung bereitstellt und eher einem Trolly nachempfunden ist, sowie der Parasolar von Oded Shorer aus Israel, ein kleines Ladegerät mit 12 V Ausgang oder zwei USB-Anschlüssen, das bei Bewölkung auch als Regenschirm genutzt werden kann.

Beim Australian Design Award/Dyson Student Award 2008 schlägt Daniel Fitzgerald von der Swineburn University mit seinem ‚Air-line’ ein integriertes Wind/Solar-System vor, das zum Trocknen von Kleidung gedacht ist und ausklappbar auf Balkonen und sogar an Fassaden von Wohntürmen installiert werden kann. Durch die dunkle Abdeckung sind die Wäschestücke auch nicht sichtbar.

Der Air-line nutzt Solarzellen, um Ventilatoren anzutreiben, welche die Luft durch die Kleidung blasen, bis ein Sensor erkennt, daß die Kleidung trocken sind, worauf sich die Solarzellen wieder zum Laden von Batterien umschalten, so daß der Rack auch in der Nacht verwendet werden kann. Ein Aufzieh-Mechanismus, der in Betrieb gesetzt wird, wenn die Kleidung ausgelegt wird, erlaubt dem Rack, zur Effizienzoptimierung des Solarpanels der Sonne zu folgen.

Ein sehr interessantes Projekt wird im Mai 2008 von dem schottischen Architekturbüro ZM Architecture vorgeschlagen.

Solar Lily Pads

Solar Lily Pads

Der Clyde River in Glasgow soll dabei eine Anzahl schwimmender Solaranlagen aufnehmen. Die von Peter Richardson entwickelten Solar Lily Pads sehen aus wie riesige Seerosen-Blätter.

Berechtigterweise erhält er auch gleich den ersten Preis des internationalen Designwettbewerbs Land and Sea. Eine erste kleine Pilotanlage soll nun in der Nähe des Glasgow Science Centre zu Wasser gelassen werden.

Es ist jedoch nicht das erste Mal, das Photovoltaikanlagen schwimmen lernen. mit dieser Technik löste auch das Far Niente Weingut im kalifornischen Oakville im Jahr 2008 sein Platzproblem, denn dort hatte man weder ein großes Dach, noch wollte man den guten Boden nutzen, auf dem die Weinstöcke angebaut werden.

Nun schwimmen 994 Solarpeneele auf 130 Pontons auf dem großen Wasserbecken des Unternehmens. Gemeinsam mit weiteren 306 Solarpeneelen auf einem angrenzenden Landstrich produziert die Anlage 477 kW Spitze, was den Bedarf des Weingutes mehr als deckt.

Gekostet hat das ganze 4,5 Mio. $ – und einen positiven Nebeneffekt bildet die Tatsache, daß durch die Beschattung des Wassers seine Verdunstungsrate erheblich gesunken ist.

Als größte innerstädtische Solar-Struktur Europas gilt 2008 das PV-Dach im Forum Park in Barcelona. Seine Fläche beträgt 10.500 m2 und versorgt die öffentlichen elektrischen Versorgungseinrichtungen des Veranstaltungsparks.

Forum Park Solaranlage

Forum Park

Eine überraschende Meldung kommt im August 2008 von Prof. Zhu Huai Yong (Queensland University of Technology), dem zufolge mit Gold bemalte Kirchenfenster die Luft reinigen, wenn sie von Sonnenlicht durchstrahlt werden. Die mittelalterlichen Glaser waren damit die ersten Nanotechnologen, die mit Gold-Nanopartikeln in verschiedenen Größen Farben hergestellt haben. In einer modernen Sprache ausgedrückt bildeten diese bunten Fenster photokatalytische Luftreiniger mit nanostrukturierten Gold-Katalysatoren, die Luftschadstoffe gebunden haben.

Alles in Allem also sehr viele Ideen und Ansätze – und sogar eine beachtliche Menge erfolgreicher Umsetzungen, die zumeist individuellen Überzeugungstätern zu verdanken sind. Die weiteren Entwicklungen ab 2009 habe ich den entsprechenden Unterkapiteln zugeordnet (s.d.).

Doch wie sieht es eigentlich mit der Sonnenenergie-Förderung durch öffentliche Institutionen auf nationaler und internationaler Ebene aus?