Die Geschichte zeigt, dass Fortschritte bei erneuerbaren Energien oft auf Krisen folgen: In den 1970er Jahren führten Ölembargos dazu, dass sich der Ölpreis vervierfachte. Dies führte zu Bemühungen, die amerikanische Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu verringern und alternative Energiequellen zu finden, darunter Sonnenenergie oder Windkraft. Die globale Finanzkrise 2008/09 veranlasste mehrere Regierungen, einen Teil ihrer Konjunkturprogramme an Investitionen in saubere Energien zu knüpfen. Die COVID-19-Pandemie führte zu einem beispiellosen Energieschock, und im Jahr 2021 erreichten die Investitionen in erneuerbare Energien den höchsten Stand seit der Großen Rezession.

Nach den Krisen in Europa werden die westlichen Volkswirtschaften erneut an die Bedeutung der Energieunabhängigkeit erinnert, und die Nachfrage nach erneuerbaren Energiequellen ist rasant gestiegen. Zwei der beliebtesten erneuerbaren Energiequellen in den USA sind derzeit Solar- und Windenergie. Werden sie 2022 die Führungsrolle übernehmen?

Dank der abnehmenden Kosten für SolarenergieDie Technologie war für Hausbesitzer noch nie so rentabel. Dank ihrer einfachen Nutzung im privaten Bereich können Kunden ihren CO2-Fußabdruck und ihre Energiekosten reduzieren. Doch die Menschheit nutzt Wind bereits seit Tausenden von Jahren, lange bevor moderne Windkraftanlagen aufkamen. Tatsächlich lieferte Windkraft im vergangenen Jahr 5 % mehr Energie als Solarenergie.

Wird sich also im Zeitalter der erneuerbaren Energien eine der beiden Energiequellen als Sieger behaupten können? Und wenn Sie über den Umstieg auf erneuerbare Energien nachdenken: Welche ist für Ihre Bedürfnisse besser geeignet? Lassen Sie uns dies untersuchen.

Wir beginnen mit ein paar Hintergrundinformationen. Die ersten Aufzeichnungen über die Nutzung von Windenergie stammen aus der Zeit um 6000 bis 5000 v. Chr., als das Segel erfunden wurde, um den Wind einzufangen und Boote anzutreiben. Im Laufe der Jahre ermöglichte die Weiterentwicklung der Windkraft den Menschen, Getreide zu mahlen, Wasser zu pumpen und schließlich, etwa im späten 19. Jahrhundert, Strom aus kinetischer Energie zu erzeugen.

Man könnte argumentieren, dass Solarenergie bereits seit 700 v. Chr. genutzt wird, als Spiegel verwendet wurden, um Sonnenenergie zu konzentrieren und Feuer zu machen. Aber Solar Zellen Erst 1839 wurden Solarzellen zur Energieerzeugung genutzt, als Edmond Becquerel, ein junger Physiker in Frankreich, den Photovoltaikeffekt erstmals beobachtete und feststellte. Nach Becquerels Entdeckung dauerte es über ein Jahrhundert, bis ein praxistaugliches Solarmodul hergestellt werden konnte. Die Solarenergie befand sich jahrzehntelang in der Forschungs- und Entwicklungsphase.

1973: Ölpreisschocks ließen die Benzin- und Ölpreise steil steigen und sorgten für Besorgnis über die Energieversorgung der USA. Die US-Führung interessierte sich zunehmend für alternative, heimische Energiequellen, die die Abhängigkeit von ausländischem Öl verringern würden.

In den 70er Jahren, gepaart mit dem wachsenden Druck von Umweltschützern, gab es spürbare staatliche Unterstützung für erneuerbare Energien. Um deren Entwicklung zu fördern, verabschiedete der Kongress 1978 das Energiesteuergesetz, das Steuererleichterungen für Haushalte mit Solarmodulen vorsah und den Bau großer Windkraftanlagen finanzierte. Solarenergie war damals noch nicht kosteneffizient genug, um sich durchzusetzen, doch Windkraftanlagen erzielten in fortschrittlichen Bundesstaaten bescheidene Zuwächse.

In den darauffolgenden Jahrzehnten stieg der Anteil der Windenergie an der US-Stromerzeugung von weniger als 1 % im Jahr 1990 auf rund 8,4 % im Jahr 2020. Der Anteil der Solarenergie an der gesamten US-Stromerzeugung im Versorgungsmaßstab stieg von 0,1 % im Jahr 1990 auf rund 2,5 % im Jahr 2020.

Im Jahr 2022 werden moderne Solarmodule entweder auf Dächern oder auf Freiflächen installiert, um Sonnenlicht in Energie umzuwandeln. Solarmodule bestehen aus Photovoltaikzellen (oder Solarzellen), die das Halbleitermaterial Silizium zur Erzeugung von elektrischem Strom verwenden. Der von den Modulen erzeugte Strom ist Gleichstrom (DC), der von einem Wechselrichter in Wechselstrom umgewandelt wird, mit dem wir unsere Häuser mit Strom versorgen.

Der beste Solarmodule Heutzutage liegt die Leistung im Durchschnitt zwischen 250 und 400 Watt, und die effizientesten Solarmodule erreichen Wirkungsgrade von etwa 20 %, d. h. 20 % der auf das Modul treffenden Energie werden in Strom umgewandelt. Eine typische Solaranlage besteht aus 10 bis 30 Modulen (oder mehr), wobei im Durchschnitt etwa 20 Module ausreichen, um einen amerikanischen Haushalt mit Strom zu versorgen.

Der Durchschnitt Kosten einer Solaranlage Die Kosten liegen zwischen 20.000 und 40.000 US-Dollar und variieren je nach Komplexität der Installation, Standort sowie Größe und Energiebedarf des Hauses. Dies stellt eine hohe Einstiegshürde dar und bleibt eine der größten Herausforderungen für das Wachstum der Solarenergie. Wer sich die Anschaffungskosten leisten oder einen Solarkredit aufnehmen kann, kann mit Solarenergie jedoch jahrzehntelang Energie sparen und am richtigen Standort sogar über 50.000 US-Dollar im Laufe der Zeit einsparen.

Die meisten Haushalte mit Solaranlage bleiben an das Stromnetz angeschlossen, d. h. Sie verlieren nicht die Verbindung zu Ihrem örtlichen Energieversorger. Allerdings kann netzunabhängige Solaranlage auch in kleineren Anwendungen eingesetzt werden.

Solaranlagen auf dem Privatsektor helfen Eigenheimbesitzern nicht nur dabei, ihren Stromverbrauch auszugleichen, sondern tragen auch dazu bei, ihre Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen und öffentlichen Versorgungsunternehmen zu verringern, was eine Reihe persönlicher und gemeinschaftlicher Vorteile mit sich bringt.

Windkraftanlagen können ebenfalls zur Stromerzeugung genutzt werden. Anstatt den Photovoltaikeffekt zu nutzen, drehen sich die Rotorblätter von Windkraftanlagen und treiben so einen inneren Rotor an. Der Rotor überträgt kinetische Energie an einen Generator, der sie in Wechselstrom umwandelt, ähnlich wie ein Wechselrichter in einer Solaranlage. Wie Solarenergie kann auch Windkraft an das Stromnetz angeschlossen oder die gewonnene Energie in einer Batterie gespeichert werden.

Anders als bei Solarmodulen gilt bei Windkraftanlagen: Je größer, desto besser, da die Winde im Allgemeinen mit zunehmender Höhe zunehmen.

Laut dem Office of Energy Efficiency and Renewable Energy hat sich die Nabenhöhe von landgestützten Windkraftanlagen im Großmaßstab seit 1998 um 59 % erhöht und betrug im Jahr 2020 etwa 295 Fuß (etwa so hoch wie die Freiheitsstatue). Und die Nabenhöhe von Offshore-Turbinen in den USA wird voraussichtlich noch höher sein. Aufgrund der Größe der Turbinen stellen lokale Bauvorschriften für Windkraftanlagen in Wohngebieten in der Regel eine Herausforderung dar.

Diese Größenabhängigkeit trägt maßgeblich dazu bei, Wind- von Solarenergie zu unterscheiden. Windenergie benötigt deutlich mehr Platz, um ihre volle Effizienz zu entfalten. Daher werden die meisten Windkraftanlagen eher gewerblich oder industriell als privat genutzt. Windkraftanlagen nutzen jedoch nur etwa 50 % der durch sie hindurchfließenden Energie, verglichen mit der Effizienz der besten Solarmodule für Privathaushalte von 20 %. Und im Gegensatz zu Solarmodulen können Windkraftanlagen zu jeder Tageszeit Energie erzeugen, was sie bei richtiger Umsetzung sehr effektiv macht.

Abschließend sei gesagt, dass der Standort für Windenergie entscheidend ist. Windkraftanlagen funktionieren am besten auf großen Flächen ohne Bäume, Gebäude oder andere Hindernisse. Bundesstaaten wie Texas, Oklahoma, Iowa, Kansas und Illinois sind führend in der Windenergie, und Küstenstaaten wie Virginia, Massachusetts und New Jersey haben massiv in Offshore-Windenergie investiert – ein vielversprechendes Wachstumspotenzial.

Obwohl der Weg holprig war, mit angespannten Lieferketten und Inflation, Kosten erneuerbarer Energien Die Nutzung erneuerbarer Energien ist so niedrig wie nie zuvor und übertrifft traditionelle Energiequellen wie Kohle und Erdgas. Solar- und Windkraftanlagen wachsen weiterhin exponentiell, und dank technologischem Fortschritt und niedrigen Kosten sind saubere Energiequellen für Privathaushalte äußerst gefragt.

Generell werden Windkraftanlagen jedoch fast ausschließlich gewerblich oder industriell genutzt, während sich Solarenergie im privaten Sektor bewährt hat. Wir betrachten die größten Vor- und Nachteile der beiden Anlagen.

Wie bereits erwähnt, Solaranlagen bieten enorme Möglichkeiten als Energiequelle für Privathaushalte. Hier sind die Hauptgründe dafür:

Im Versorgungsmaßstab ist Windenergie vielmehr viel praktischer.

Windenergie übertrifft derzeit die Solarenergie, was den Gesamtanteil der Stromerzeugung betrifft. Für Hausbesitzer ist Solarenergie eine deutlich praktischere Option.

Worauf es jedoch wirklich ankommt, ist der Standort. In der Welt der Energie gibt es keine Universallösung. Intelligenz ist die Fähigkeit einer Spezies, harmonisch in ihrer Umwelt zu leben und die für die jeweilige Region sinnvollsten Energiequellen zu nutzen. Wir würden niemals erwarten, dass Solarenergie in Regionen wie dem pazifischen Nordwesten eine Energiequelle wie Wasserkraft überholt. Genauso wenig würden wir erwarten, dass Windenergie in dicht besiedelten Ballungsräumen wie New York City Fuß fasst.

Die Zukunft der Energie ist dezentral – Energie wird lokal erzeugt und verbraucht. Für Hausbesitzer, die konkrete Veränderungen in ihrem Leben anstreben, um eine nachhaltigere Zukunft zu erreichen, bietet Solarenergie eine wunderbare Möglichkeit, etwas zu bewegen. Windkraft bietet zwar nicht dieselben Möglichkeiten für Eigenheime, wird aber sicherlich einen wichtigen Beitrag zur Zusammenarbeit erneuerbarer Energiequellen auf dem Weg zu einer CO2-neutralen Zukunft leisten.