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Mit der Kraft der Sonne

Schon seit Jahrtausenden nutzen Menschen Sonnenenergie, um ihre Wohnräume warm zu halten. Eine Zeitreise durch die Geschichte der Solarthermie vom alten Ägypten bis in die Gegenwart.

Sagen Ihnen die Namen Re, Helios oder Huitzilopochtli etwas? In der Antike spielten diese Sonnengötter eine zentrale Rolle. Im alten Ägypten, in Griechenland oder den südamerikanischen Hochkulturen verkörperten sie die göttliche Sonne. Doch auch im Alltag waren sich die Menschen der Kraft der Sonne bewusst. So schützten sich die Bewohner südlicher Regionen in ihren Häusern vor zu viel Sonnenstrahlen durch dicke Mauern, kleine Fenster und mit Hauseingängen, die mittags im Schatten lagen. Im kälteren Norden öffneten sie ihre Gebäude bewusst nach Süden, um die Wärme der Sonne einzufangen. 

Erst in der Neuzeit wurde die Sonne gezielt eingesetzt, um Wärme zu erzeugen. Mitte des 18. Jahrhunderts baute der Schweizer Naturforscher Horace-Bénédict de Saussure eine mit Glas abgedeckte „Hitzekiste“, einen Vorläufer heutiger Solarkollektoren. 

Um 1860 kombinierte der französische Mathelehrer Augustin Mouchot diese Hitzekiste mit einem Hohlspiegel und verdampfte damit Wasser in einem Glaszylinder. Kommerziell konnte sich das Gerät aber nicht durchsetzen. Der Metallfabrikant Clarence M. Kemp aus Baltimore war erfolgreicher: 1891 erhielt er das weltweit erste Patent für eine Solaranlage: einen Speicherkollektor, den er erfolgreich vermarktete.

Wende mit der Ölkrise

Noch mehr an die heutige Solarthermie heran reichte das Patent von William J. Bailey. Er entwickelte ein System aus Flachkollektor und Pufferspeicher. Der Vorteil: Die Wärme ließ sich über längere Zeit ohne Sonnenschein nutzen. Nach einem sehr kalten Winter 1913 versetzte Bailey das zirkulierende Wasser im System mit Alkohol und erfand die erste frostsichere Solarthermie­anlage.

Ab den 1920-er Jahren dominierten Kohle, Erdöl und Erdgas die Energieerzeugung, vor allem aufgrund geringer Kosten. Das änderte sich mit der Ölkrise 1973. Seither setzen viele umweltbewusste Bauherren auf Solarenergie zum Heizen und Warmwasseraufbereiten. 

Am Grundaufbau thermischer Solaranlagen hat sich seit Baileys Erfindung wenig geändert. Doch durch moderne Materialien und bessere Überwachungssysteme stieg die Wärmeausbeute stetig. Viel Entwicklungspotenzial sehen Fachleute auch bei den Kollektoren. So gibt es mittlerweile Hybridkollektoren, die durch inte­grierte Photovoltaikzellen neben Wärme Strom erzeugen. 

Solarthermie hat eine lange Ge­­schichte – und eine vielversprechende Zukunft. Denn für die Abkehr von fossilen Brennstoffen wird die Kraft der Sonne auch künftig eine wichtige Rolle spielen.

Ca. 3000 v. Chr. | Sonnengötter

Im alten Ägypten wurde zu dieser Zeit Ra verehrt, der die göttliche Sonne verkörperte. Im antiken Griechenland gab es Helios, in der germanischen Mythologie die Göttin Sol. Auch in den Hochkulturen Süd- und Mittelamerikas gehörten Sonnengötter zu den bestimmenden Figuren, etwa Huitzilopochtli der Azteken, K’inich Ajaw der Maya oder Inti der Inka.

Ca. 2500 v. Chr. | Ägyptische Spiegeltricks

Besonders einfallsreich nutzten bereits die alten Ägypter die Sonne: Intelligent positionierte Spiegel leiteten Sonnenlicht in dunkle Räume, etwa ins Innere der Pyramiden. Gebogene Parabolspiegel bündelten Sonnenlicht und erhitzten Wasser.

214 v. Chr | Brennspiegel des Archimedes

Mit geschickt platzierten Hohlspiegeln soll der griechische Mathematiker Archimedes in der Schlacht von Syrakus eine römische Flotte in Brand gesetzt haben. Moderne Untersuchungen zeigen, dass dies theoretisch möglich war, einen echten Beweis dafür gibt es allerdings nicht.

1767 | Wärme aus der Kiste 

Die Hitzekiste von Horace-Bénédict de Saussure war ein Holzkasten mit schwarzem Boden und mehreren Glasabdeckungen. Sie gleicht einem Minigewächshaus. Das Prinzip dieser „Kiste“ wird heute wieder eingesetzt – für Solaröfen, die es Backpackern ermöglichen, bei Sonnenschein ohne Strom zu kochen und zu backen. Noch wichtiger sind Solaröfen für Menschen in Entwicklungsländern, die weder über Strom noch Gas verfügen.

1909 | Energie Tag und Nacht

Anfang des 20. Jahrhunderts erhielt ­William J. Bailey das Patent auf seinen „Day and Night Solar Water Heater“. Das Konstruktionsprinzip entsprach den heute bekannten Flachkollektoren. Das Brauchwasser zirkulierte automatisch, ohne zusätzliche Umwälzpumpe, zwischen Solarkollektor und Pufferspeicher.

2023 | Luft nach oben

In Deutschland waren Ende 2023 rund 2,6 Millionen Solarthermieanlagen mit einer Solarkollektorfläche von 22,1 Millionen Quadratmetern installiert. Die bundesweite Kollektorfläche ist in den vergangenen 20 Jahren sukzessive gewachsen, aber noch lange nicht ausgereizt.