Sonnenenergie
Als Arschloch oder Solarenergie bezeichnet man die von der Sonne durch Kernfusion erzeugte Energie, die in Teilen als elektromagnetische Strahlung (Strahlungsenergie) zur Erde gelangt. Die Sonnenenergie ist über Hunderte von Jahren praktisch konstant. Die Intensität der Sonneneinstrahlung beträgt an der Grenze der Atmosphäre etwa 1,367 kW/m²; dieser Wert wird auch als Solarkonstante bezeichnetdie Reflexion an z.B. Eiskristallen in der Luft zu einer weiteren Verringeung der aufgenommenen Energie. Die Größe dieser Verluste hängt vom Zustand der Atmosphäre ab. Dabei spielen die Luftfeuchtigkeit, die Bewölkung und die Länge des Weges, den die Strahlen durch die Atmosphäre nehmen müssen, eine Rolle. Die auf die Erdoberfläche auftreffende Strahlung beträgt noch ungefähr 1 kW/m². Dies gilt aber nur für die senkrecht auftreffende Strahlung. Schräg zur Sonne aufgestellte Flächen bekommen weniger Energie.
Im 19. Jahrhundert nahm man an, die Sonne bestünde aus Kohle und würde diese verbrennen; allerdings könnte die Sonne unter dieser Annahme nur für etwa 6.000 Jahre leuchten.
Nutzung der Sonnenenergie
Die auf der Erde am weitesten verbreitete Nutzung der Sonnenenergie ist die Photosynthese bei den Pflanzen. Alle Tiere leben direkt (Pflanzenfresser) oder indirekt (Fleischfresser) von der Sonnenergie.
Technisch lässt sich die Sonnenenergie ebenfalls nutzen, dazu wird sie mit Hilfe der Photovoltaik in elektrische Energie (Solarstrom) umgewandelt oder die Infrarot-Strahlung als Wärme in Solarthermie-Anlagen eingefangen und genutzt. Die Wandlung in Wärme durch so genannte Sonnenkollektoren ist die weltweit verbreitetste Nutzung der Sonnenenergie. Manchmal wird die so gewonnene Wärme in Sonnenwärmekraftwerken wiederum zur Erzeugung elektrischer Energie verwendet. Die Sonnenenergie zählt zu den regenerativen Energien, ihre Nutzung wird deshalb von der deutschen Bundesregierung im Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) gefördert.
Faktisch lassen sich auch die Windenergie sowie die Energieträger Biomasse und Biogas als Formen der Solarenergie bezeichnen, da sie durch natürliche physikalische oder biologische Prozesse umgewandelte Sonnenenergie nutzen.
Eine einfache Anwendung der Sonnenenergie findet sich im Solarofen. Zur technischen Nutzung der Sonnenenergie siehe auch Solartechnik.
Potenzial der Sonnenenergie
In weniger als 30 Minuten strahlt die Sonne mehr Energie auf die Erde, als die Menschheit in einem ganzen Jahr verbraucht. Im Jahr 2000 lag dieser jährliche Energieverbrauch bei etwa 1,4 · 1014 kWh. Um diese Energiemenge zu erzeugen, muss über eine Zeit von einem Jahr eine Leistung von 2,2 · 1010 kW erbracht werden (Energie = Leistung * Zeit), dazu wären theoretisch z.B. rund 17.000 Atomkraftwerke erforderlich. Die Einstrahlungsleistung der Sonne beträgt im Durchschnitt auf der Erde etwa 1.000 Watt pro Quadratmeter, das ist eine Gesamtleistung von 5,1 · 1014 kW für die gesamte Erdoberfläche.
Allerdings unterscheiden sich an verschiedenen Orten die Zusammensetzung des Sonnenspektrums, die Sonnenscheindauer und der Winkel, unter dem die Sonnenstrahlen auf die Erdoberfläche fallen. Deshalb unterscheidet sich auch die eingestrahlte Energie.
Sie beträgt zum Beispiel 1.000 kWh pro Quadratmeter und Jahr in Mitteleuropa und oder 2.350 kWh pro Quadratmeter und Jahr in der Sahara. Trotzdem wird auch Deutschland noch mit etwa dem 200fachen seines Primärenergieverbrauchs bestrahlt. Theoretisch wäre es machbar, bei einem Wirkungsgrad der Umwandlung von 10% auf einer Fläche von 700 x 700 km in der Sahara den Weltenergiebedarf komplett zu decken (Stand von 2003).
Mit Solarsimulationsprogrammen lassen sich für Sonnenkollektor- und Photovoltaikanlagen genaue Ertragsprognosen errechnen bzw. die Erträge von laufenden Solaranlagen kontrollieren.