Solarenergie im Garten

Solarenergie: Was ist das eigentlich?

Ein wenig Geschichte

Solarenergie wird bereits seit der Antike genutzt: etwa durch Spiegelsysteme zum Entzünden der olympischen Flamme (oder der Legende nach, um die römische Flotte bei der Belagerung von Syrakus in Brand zu setzen). Jahrhunderte später entstanden mehrere funktionierende Geräte: Solarpumpe, Solarofen, Anlagen zur Bündelung der Sonnenenergie zum Schmelzen von Metall … und bereits 1878 sogar eine Solarmaschine. Dieses Gerät nutzte die Sonnenenergie, um Wasser zu erhitzen. Der Wasserdampf setzte anschließend die Antriebselemente in Bewegung.

Der vom französischen Physiker Edmond Becquerel (Vater von Henri) entdeckte photovoltaische Effekt ermöglicht die Stromerzeugung durch Sonnenstrahlung. Die Entdeckung wurde 1839 an der Akademie der Wissenschaften vorgestellt. Bei seinem Versuch erzeugten Elektroden (aus Silber oder Kupfer), die in ein Elektrolytbad getaucht und mit einem Galvanometer verbunden waren, unter dem Einfluss der Sonnenstrahlung Strom. Durch die Veränderung der Wellenlänge veränderte sich auch die erzeugte Strommenge.

Erst fast ein Jahrhundert später, 1919, dachte Robert Andrews Millikan an die Nutzung einer „Solarzelle“ – allerdings mit einem nahezu vernachlässigbaren Wirkungsgrad. 1954 kamen die ersten Solarzellen aus dotiertem Silizium auf den Markt, mit einem Wirkungsgrad von lediglich 6 %.

Das Prinzip des photovoltaischen Effekts

Betrachten wir ein Halbleitermaterial: zwei Schichten Silizium (Si). Jede dieser Schichten ist dotiert, eine mit Phosphor, die andere mit Bor. Trifft ein Photon (aus der Sonnenstrahlung) auf eine der Siliziumschichten, löst es ein Elektron aus einem Siliziumatom. Dieses Elektron beginnt sich aufgrund des Ladungsungleichgewichts zwischen den beiden Schichten angeregt zu bewegen. Die Bewegung der Elektronen erzeugt Gleichstrom.

Dieser Gleichstrom muss für die Nutzung (Beleuchtung, Maschinen, Pumpen …) in Wechselstrom umgewandelt werden. Dies geschieht über den Wechselrichter.

Hinweis: Geräte, die Solarenergie zur eigenen Stromerzeugung nutzen, können mit einem Akku ausgestattet sein. So lässt sich die tagsüber gespeicherte Energie nachts nutzen. Dies ist beispielsweise bei solarbetriebenen Leuchten der Fall.

Bewässerung managen

Zu den Optionen zählen Solarwasserpumpen, die sich in ein Tropfbewässerungssystem integrieren lassen. Sie eignen sich besonders für Freilandpflanzen, Gemüse und Blumen, die regelmäßig und gezielt bewässert werden müssen. Praktisch sind sie auch, wenn Sie sich nicht täglich um den Garten kümmern können.

Der größte Vorteil der Solarbewässerung ist die Energieunabhängigkeit. Sie benötigen keinen Stromanschluss, was die Installation und Erweiterung des Bewässerungssystems erleichtert. Viele solarbetriebene Bewässerungssysteme verfügen zudem über Sensoren, die die Bewässerung an die Wetterbedingungen anpassen und so eine optimale Wassernutzung gewährleisten.

Bei der Wahl des passenden solarbetriebenen Bewässerungssystems sollten Sie Faktoren wie Bewässerungsfläche, Pflanzenart und Klima berücksichtigen. Auch die Solarmodule müssen richtig dimensioniert sein, damit sie besonders in sonnenärmeren Monaten genügend Energie liefern.

Die Beleuchtung

Die Beleuchtung von Garten, Terrasse und Hausumgebung mit Photovoltaikleuchten ist eine gute Lösung. Garten-Solarleuchten machen teure und oft komplizierte Elektroinstallationen überflüssig. Dank integrierter Solarsensoren fangen diese Außenleuchten tagsüber Sonnenlicht auf und wandeln es in Energie um. Diese wird in Akkus gespeichert, die bei Einbruch der Dunkelheit die LEDs versorgen und so für ein sanftes, angenehmes Licht im Garten oder Gemüsebeet sorgen.

Solarbeleuchtung setzt besondere Elemente Ihres Außenbereichs wie Bäume oder Wege in Szene. Sie erhöht außerdem die Sicherheit im Garten, indem sie potenziell gefährliche Bereiche wie Treppen oder dunkle Wege ausleuchtet.

Zu den verschiedenen Garten-Solarleuchten zählen Solarspots, Solarleuchten und sogar Solar-Lichterketten, die jeweils für einen bestimmten Zweck geeignet sind. Die Installation ist meist einfach und erfordert weder Verkabelung noch Elektrokenntnisse, sodass sie für alle zugänglich ist.

Achtung!: In Gartencentern, Baumärkten und sogar Supermärkten werden häufig kleine Solarleuchten zum Einstecken in den Boden angeboten. Sie sind praktisch und günstig und können eine kleine Fläche, den Bereich um einen Baum oder einen Weg beleuchten. Allerdings ist ihre Lichtleistung sehr gering und diese Leuchten sind nicht langlebig. Nach wenigen Wochen – etwas später, wenn sie vor Regen geschützt sind – sind sie kaputt und können entsorgt werden.

Praktisch im Garten: Solarbeleuchtung wird immer beliebter

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Aufbau, Reinigung, Pflege: alle wichtigen Punkte

Solartechnik im Garten: Standort und Pflege beachten. Solarlampen brauchen Licht; Bewässerung, Brunnen: Kontrolle. Reinigung erhält Leistung.

Solarenergie … nicht immer die hellste Wahl

Solarenergie bietet im Garten viele Vorteile, hat aber auch einige Nachteile, die berücksichtigt werden sollten. Erstens kann die Leistung von Solaranlagen durch Klima und Wetter begrenzt sein. An bewölkten Tagen oder im Winter fangen Solarmodule beispielsweise weniger Licht ein, wodurch ihre Leistung sinkt. Daher kann eine zusätzliche Energiequelle nötig sein, um einen optimalen Betrieb sicherzustellen.

Auch die Anschaffungskosten können ein Hindernis darstellen. Zwar amortisieren sich die Ausgaben langfristig durch Energieeinsparungen, die Anfangsinvestition kann jedoch beträchtlich sein. Außerdem haben manche Geräte, etwa Pumpen für Solarbrunnen, möglicherweise eine kürzere Lebensdauer als netzbetriebene Modelle und müssen häufiger ersetzt werden.

Schließlich variiert die Qualität von Solargeräten je nach Hersteller stark. Die Wahl besonders günstiger Produkte kann eine geringere Leistung und kürzere Lebensdauer bedeuten, wodurch die angestrebten ökologischen und wirtschaftlichen Vorteile verloren gehen.

Doch wie bei allem gibt es auch hier Licht und Schatten … selbst wenn die Sonne genutzt wird.

Das wechselhafte Wetter in manchen Regionen bleibt ein entscheidender Faktor bei der Installation von Solaranlagen