Solarmodule in der Wüste: Heiße Pole, trockene Tropen

Warum Solarmodule in der Sahara den erneuerbaren Energien Aufschwung geben, aber das globale Klima schädigen könnten.

Artikel von Zhengyao Lu und Benjamin Smith veröffentlicht am
Die zehn größten Solarparks der Welt befinden sich in Wüsten, hier die Atacama-Wüste.
Die zehn größten Solarparks der Welt befinden sich in Wüsten, hier die Atacama-Wüste. (Bild: REUTERS/Fabian Andres Cambero)

Dieser Text ist eine Übersetzung. Das Original findet sich hier.

Inhalt:
  1. Solarmodule in der Wüste: Heiße Pole, trockene Tropen
  2. Wie die Sahara-Solarfarmen das Weltklima beeinflussen

Die unwirtlichsten Wüsten der Welt könnten die besten Orte auf der Erde sein, um Solarenergie zu gewinnen - die im Überfluss vorhandene und sauberste Energiequelle, die wir haben. Wüsten sind riesig, relativ flach, reich an Silizium - dem Rohstoff für die Halbleiter, aus denen Solarzellen bestehen - und haben immer viel Sonnenlicht. Tatsächlich befinden sich weltweit die zehn größten Solarkraftwerke in Wüsten oder trockenen Regionen.

Forscher träumen davon, die größte Wüste der Welt, die Sahara, in eine gigantische Solarfarm zu verwandeln, mit der der aktuelle weltweite Energiebedarf viermal gedeckt werden könnte. Es gibt bereits Pläne für Projekte in Tunesien und Marokko, die Strom für Millionen Haushalte in Europa liefern würden.

Während die schwarzen Oberflächen der Solarmodule einen Großteil des Sonnenlichts aufnehmen, das sie erreicht, wird nur ein Bruchteil (etwa 15 Prozent) der ankommenden Energie in Elektrizität umgewandelt. Der Rest wird in Form von Wärme an die Umgebung abgegeben.

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Die Module sind in der Regel deutlich dunkler als der Boden, den sie verdecken. Deshalb absorbiert eine große Fläche mit Solarmodulen viel zusätzliche Energie, die als Wärme wieder abgegeben wird, was sich auf das Klima auswirkt.

Wenn diese Auswirkungen nur lokal auftreten würden, wäre das in einer wenig bevölkerten und kargen Wüste nicht ganz so wichtig. Aber der Umfang der Anlagen, die benötigt würden, um den Bedarf an fossilen Energien weltweit merklich zu senken, wäre enorm und würde Tausende von Quadratkilometern bedecken. Wärme, die von einer Fläche dieser Größe wieder abgestrahlt wird, verteilt sich durch die Luftzirkulation in der Atmosphäre und hat so regionale oder sogar globale Auswirkungen auf das Klima.

  • Im Uhrzeigersinn von links oben: Bhadla-Solarpark, Indien; Desert Sublight-Solarfarmen, USA; Hainanzhou-Solarpark, China und Ouarzazate-Solarpark, Marokko (Bild: Google Earth/Screenshot:Autoren)
  • Veränderungen der globalen Temperaturen, Niederschläge und Oberflächenwinde in Simulationen mit einer Bedeckung der Sahara mit Solarmodulen von 20 und 50 Prozent (Bild: Lu et al. 2021, vom Autor bereitgestellt)
Im Uhrzeigersinn von links oben: Bhadla-Solarpark, Indien; Desert Sublight-Solarfarmen, USA; Hainanzhou-Solarpark, China und Ouarzazate-Solarpark, Marokko (Bild: Google Earth/Screenshot:Autoren)

Eine grünere Sahara

In einer Studie von 2018 wurden die durch den Aufbau riesiger Solarfarmen verursachten Auswirkungen einer geringeren Albedo auf die Landfläche von Wüsten mit einem Klimamodell simuliert. Die Albedo ist eine Kennzahl für das Rückstrahlvermögen für Sonnenlicht auf Flächen. Sand reflektiert beispielsweise viel stärker als ein Solarmodul und hat somit eine höhere Albedo.

Das Modell zeigte, dass, sobald die Größe der Solarfarm 20 Prozent der Gesamtfläche der Sahara einnimmt, eine Rückkopplungsschleife ausgelöst wird. Wärme, die von den (im Vergleich zum stark reflektierenden Wüstenboden) dunkleren Solarmodulen emittiert wird, sorgt für eine hohe Temperaturdifferenz zwischen der Landmasse und den angrenzenden Ozeanen.

Erneuerbare Energien und Klimaschutz: Hintergründe - Techniken und Planung - Ökonomie und Ökologie - Energiewende (Deutsch)

Dadurch wird dann der Luftdruck an der Oberfläche abgesenkt, die feuchte Luft steigt nach oben und kondensiert zu Regentropfen. Wenn in der Monsunzeit mehr Regenfälle auftreten, wachsen Pflanzen, und die Wüste reflektiert weniger Sonnenenergie, da Vegetation Licht besser absorbiert als Sand und Erdboden. Wenn mehr Pflanzen vorhanden sind, verdunstet mehr Wasser, was eine feuchtere Umgebung schafft, die wiederum dafür sorgt, dass sich die Vegetation ausbreitet.

Dieses Szenario mag auf den ersten Blick fantastisch erscheinen, Studien legen jedoch nahe, dass eine ähnliche Rückkopplungsschleife während der afrikanischen Feuchteperiode, die erst vor 5.000 Jahren endete, einen Großteil der Sahara ergrünen ließ.

So könnte also eine gigantische Solarfarm genug Energie erzeugen, um den globalen Bedarf zu decken, und gleichzeitig eine der feindlichsten Umgebungen der Erde in eine bewohnbare Oase verwandeln. Klingt doch perfekt, oder?

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Wie die Sahara-Solarfarmen das Weltklima beeinflussen 
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dbettac 22. Jul 2022 / Themenstart

Der Aufwand, einen Spiegel aufzustellen, unterscheidet sich nicht wesentlich von dem, ein...

dbettac 22. Jul 2022 / Themenstart

Das Fundament für eine Solarzelle ist recht klein, ja. Aber wir reden hier von zig...

neocron 21. Jul 2022 / Themenstart

Die hybridmodule weisen von Haus aus eine geringere Effizienz auf. Ob durch Physik und...

senf.dazu 19. Jul 2022 / Themenstart

Oder wenn man Solarmodule mit höherm Wirkungsgrad wählt z.B. statt 20% eben mal 40% dann...

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