562_Balabanova_l._A._Nemetskij_jazyk_

von Netzwerkinfrastruktur-Komponenten. So macht das weltweite Wachstum des Datenaufkommens neue, leistungsfähigere Übertragungswege nötig.

Wie die Wissenschaftler in einer Mitteilung erklären, soll die Datenübertragung im Netz im Schnitt Jährlich zwischen 40 und 50 Prozent wachsen. Derzeit macht das Internet etwa zwei Prozent des gesamten Klimagasausstoßes der Menschheit aus und hat den gleichen Footprint wie die gesamte weltweite Transportindustrie. Leif Katsuo Oxenlowe, der Leiter der Forschungsgruppe, betont jedoch, dass es in der Transport-Industrie derzeit aber kein jährliches Wachstum in dieser Größenordnung gebe: "Daher ist es von größter Wichtigkeit, Lösungen für das Internet zu identifizieren, die für signifikante Senkung des Energieverbrauchs sorgen und gleichzeitig die Bandbreiten erhöhen".

Das Team der DTU hat bereits mehrere Rekorde gehalten. 2009 hatte es zum ersten Mal die Terabit-Grenze bei der Übertragung durchschritten. Ebenfalls einen großen Durchbruch bei der Übertragung von Daten über ein Glasfasernetz gelang vergangene Woche Alcatel-Lucent. Über ein Glasfaserpaar sendete das Unternehmen über die Verbindung Apollo South, das die USA mit Frankreich verbindet 7,2 Terabit pro Sekunde. Immerhin über eine Strecke von 6500. Damit konnten die Entwickler von Alcatel-Lucent die Bandbreite des bestehenden Systems um das Neunfache steigern1. (2 600)

Die FAX-Technik: damals und heute

Menschen haben immer versucht, sich auch über weite Strecken informieren zu können. Buschtrommeln und Rauchzeichen sind die wohl bekanntesten Übermittlungsverfahren der Naturvölker. Um Informationen weiterzugeben, haben Menschen die Morsezeichen erfunden.

Vom Morsen bis zum Fax

Nachdem die Menschen gelernt hatten, Informationen aus dem Lochstreifen des Morse Gerätes zu lesen wurde bereits die nächste Entwicklung eingesetzt. Es handelt sich um den Fernschreiber. Eine elektrische Schreibmaschine mit einer Sendeeinheit in der Tastatur und einem Empfänger, der im Druckwerk untergebracht worden ist. Die Information ist jetzt wie jedes andere mit Schreibmaschine geschriebene Blatt zu lesen. Ein Fernschreiben kann nur über ein drahtoder funkgebundenes Netz erfolgen.

Da Menschen neugierig sind, war auch diese Art der Übertragung von Informationen nicht mehr ausreichend. Über das Telefonnetz konnten bald Pixel und Linien geschickt werden, die in analogen Geräten zu einer Bilddatei umgewandelt werden konnten. Diese Fernkopie, das Faksimile gab diesem Dokument seinen Namen: Fax.

Das Fax wurde und wird über das öffentliche Fernsprechnetz verschickt. 1979 führte die Deutsche Bundespost den Faxdienst offiziell ein. Für das Ausdrucken der Faxe benötigten Faxgeräte Thermopapier. Das war auch ein Grund, warum sich Faxen in Deutschland nur zögerlich durchgesetzt hat. Erst mit dem Ende der 80er Jahre

1 http://www.silicon.de/41602332/rekord-uebertragung-von-43tbsp-ueber-eine-glasfaser/ 31

des vergangenen Jahrhunderts konnten Faxgeräte mit normalem Schreibpapier betrieben werden.

Der Durchbruch des Fax

Mit dem Fax haben sich einige Regeln geändert. So hat das Gericht in der Mitte der 90er eine Willenserklärung, die per Fax übermittelt worden ist, anerkannt. Seit dieser Zeit ist das Faxgerät aus keinem Unternehmen wegzudenken. Seit preiswerte Kombi Geräte, mit denen man telefonieren, drucken, scannen und faxen kann, den Markt erreicht haben, werden Faxgeräte vermehrt auch im privaten Bereich genutzt.

Als in der Mitte der 90er Jahre das Internet begonnen hat viele Menschen in seinen Bann zu ziehen, hat die E-Mail das Fax langsam verdrängt. Gerade der Bereich der E-Mail ist sehr anfällig für Spam (massenhafte unaufgeforderte elektronische Nachrichten), warum Unternehmen gerne weiter Faxdienste in Anspruch nehmen. Diese müssen aber heute nicht mehr über gesonderte Faxgeräte geschickt werden. Viele Anbieter von Browsern bieten auch Faxdienste an. Selbst auf einem Internet fähigem Handy ist es möglich ein Fax zu senden oder zu empfangen. Diese sind allerdings auf 160 Zeichen begrenzt1. (2 150)

Wie ein Faxgerät funktioniert

Faxgeräte dienen dem schnellen, zuverlässigen und sicheren Transport von Dokumenten und sind auch heute noch längst nicht überholt. Da das Faxgerät eine identische Kopie einer Vorlage an einem anderen Ort zum Ausdruck bringt, wird die Technologie auch als Fernkopie bezeichnet. Die Bezeichnung Fax ist als Kurzform vom Begriff Faksimile abgeleitet.

Einmal lesen und verpacken bitte

Bevor an einem anderen Ort ein Faksimile ausgedruckt werden kann, muss die Vorlage zunächst einmal gelesen werden. Dies wird mit Hilfe einer Fotodiodenzeile erledigt, über die das Original zeilenweise abgetastet wird. Die eingelesenen Daten werden codiert (in ein Muster aus Bits übertragen) und komprimiert (möglichst eng gepackt), bevor sie als modulierte Tonwelle über die Telefonleitung übertragen werden. Damit das einwandfrei funktioniert, müssen Regeln her. Schließlich soll jedes Faxgerät mit jedem anderen Faxgerät kommunizieren können – und das weltweit.

CCITT/ITU

Die wichtigsten Standards wurden vom Comité Consultatif International Téléphonique et Télégraphique (CCITT) festgelegt, einer Art Interessenverband der Telefongesellschaften. Inzwischen ist das CCITT in die Nachfolgeorganisation International Telecommunication Union (ITU) integriert. Zu diesen Standards gehören Regeln, wie die zu übertragenden Daten komprimiert werden, wie der Verbindungsaufbau zwischen Faxgeräten abgewickelt wird, wie auftretende Fehler gehandhabt werden und vieles mehr. Die wichtigsten dieser Normen sind in den Standards G2

1 http://www.nanomemcourse.eu/die-fax-technik-damals-und-heute/ 32

und G3 festgelegt – für ISDN, das deutlich höhere Übertragungsgeschwindigkeiten erlaubt, existiert mit G4 ein eigener Standard.

Ein höflicher Händedruck

Vor dem Informationsaustausch müssen erst mal Hände geschüttelt werden. Mit einem solchen "Handshake" werden aber weniger Höflichkeiten ausgetauscht als vielmehr wichtige Kommunikationsparameter ausgehandelt. Zu den wichtigen Dingen, die zwischen den Geräten verhandelt werden müssen, gehört die in Baud angegebene Übertragungsgeschwindigkeit. Nicht jedes Gerät vermag mit 33.600 Baud in der Sekunde zu empfangen. Damit die Faxübertragung klappt, müssen beide Geräte sich auf eine Geschwindigkeit synchronisieren. Auch über die zu verwendende Codierung und die Komprimierung müssen sich die Geräte einigen.

Und einmal drucken bitte

Dank dieser Standards und der als Negation bezeichneten Aushandlung der technischen Parameter ist das Empfangsgerät in der Lage, die modulierte Tonwelle zurück in digitale Daten zu übersetzen uns muss diese nur noch zu Papier bringen. Zum Einsatz kommen hier die Thermotransfertechnik (bei dem ein Thermodruckkopf mit Heizelementen und eine auf Folie aufgerollte Festtinte verwendet werden), Tinten- oder Laserdrucktechnik1. (2 380)

Geschichte des Computers

Die Revolution des Computers ist so folgenreich, dass wir von einer neuen Epoche sprechen, in der wir leben: dem digitalen Zeitalter. Virtuelle Realität, Informationsgesellschaft, globales Dorf sind Schlagworte, die auf eine Maschine zurückgehen, die unsere Welt auf dramatische Weise verändert und beschleunigt hat: der Computer.

Computer – Rechner – Berechnungen

Computer ist ein lateinisch-englisches Wort. Es bedeutet so viel wie Rechenmaschine, Zusammenrechen-Apparat. Im ausgehenden Mittelalter und in der frühen Neuzeit war das Wort "Computer" eine Berufsbezeichnung für Menschen, die Kalkulationen vornahmen. Computer waren Leute, die etwa für Astronomen sehr komplizierte und langwierige Berechnungen durchführten. Später nannte man die Arbeiter, die die mechanischen Rechenmaschinen bedienten, Computer. Heute bezeichnet man mit dem Wort eine Maschine, die mit Hilfe einer Vorschrift eines Programms, das Daten verarbeitet. Computer sind frei programmierbare Universalmaschinen, das heißt, der Benutzer gibt etwas ein (Input), der Computer verarbeitet auf eine gewünschte Weise (Programm) die eingegebenen Daten und liefert ein Ergebnis (Output). Vom Computer verarbeitete Daten können zum Beispiel als Berechnungen, Gleichungen, Tabellen, Diagramme, Texte, Konstruktionen, Zeichnungen und Bilder ausgegeben werden.

1 http://www.druckertinte.de/drucker-ratgeber/die-funktionesweise-des-druckers/36-funktion- eines-faxgeraetes

33

Vom Kopf in die Maschine

Mitte des 17. Jahrhunderts haben zwei Universalgelehrte, der Deutsche Wilhelm Schickard und der Franzose Blaise Pascal, unabhängig voneinander erste Rechenmaschinen entwickelt. Die Idee dahinter war, dem Menschen bei schwierigen Berechnungen eine technische Unterstützung an die Seite zu stellen. Da der Mensch von Natur aus ermüdet und Fehler macht, sollte eine in Präzision und Geschwindigkeit überlegene Maschine aushelfen. Die von Pascal im Jahr 1642 ersonnene mechanische Addiermaschine "Pascaline" konnte als erste anwendungsorientierte Rechenmaschine der Welt sechsstellige Zahlen addieren und subtrahieren. Pascal hatte für seine Erfindung eine handfeste berufliche Verwendung. Er wollte mit der Maschine seinen Vater entlasten, der als Steuereinnehmer arbeitete. Die von Pascal und Schickard entwickelten Maschinen waren technisch noch lange nicht ausgereift, aber im Großen und Ganzen bereits funktionstüchtig.

Während die ersten Rechenmaschinen theoretisch durchdachte Apparate waren, mangelte es grundsätzlich an der technischen Realisierung. Denn wenn ein Erfinder in den vergangenen Jahrhunderten eine brillante Idee für eine Rechenmaschine ersonnen hatte, musste er diese Idee erst einmal einem Konstrukteur vermitteln, der seinerseits in der Lage sein musste, die Idee der Maschine zu durchdringen, um sie dann nach den genauen Vorstellungen des Erfinders zu konstruieren. Ein zentrales Problem war also zunächst schon der Informationsverlust zwischen Erfinder und Konstrukteur. Dann scheiterte die gelungene Umsetzung in den meisten Fällen an der Verfügbarkeit geeigneter Materialien und Werkzeuge, außerdem waren die Kosten für die Konstruktion so komplexer Maschinen überaus hoch.

Mechanisierung der Büroarbeit

Bis in die Mitte des 19. Jahrhunderts wurden Dutzende neuer Rechenmaschinen erdacht, ausgetüftelt und realisiert, doch keines der Geräte wurde serienmäßig gebaut und vertrieben. Dazu zählte auch die im 1837 von Charles Babbage entworfene "Analytische Maschine", die die vier Grundrechenarten beherrschte und programmierbar war. Die dazu gehörige Sprache hatte Babbages Mitarbeiterin Ada Lovelace geschrieben, die damit als erste Programmiererin überhaupt gilt. Heute weiß man, dass Babbages mit Dampf betriebene Maschine funktioniert hätte, doch ihr Bau scheiterte an mangelnden Einzelteilen und finanziellen Mitteln.

Erst im ausgehenden 19. Jahrhundert machte die Entwicklung und Produktion von Rechenmaschinen besonders in den USA im Zuge der Mechanisierung der Büroarbeit Fortschritte. Einfache Rechenmaschinen wurden neben der Entwicklung von Schreibmaschinen und Registrierkassen im großen Stil gefertigt und genutzt. Vor der eigentlichen Erfindung des Computers begann nun das Zeitalter der Lochkartenautomaten, die den Durchbruch bei der massenhaften Verarbeitung von Daten einläuteten und bis in die 50er Jahre des 20. Jahrhunderts hinein in Gebrauch waren.

Zuse und die Folgen

Der Computer als elektromechanische und schließlich als vollelektronische Datenverarbeitungsanlage ist eine Erfindung des 20. Jahrhunderts, mitten im Zweiten Weltkrieg erdacht und erbaut. Die ersten Großrechner waren herausragende Ingenieursleistungen, die meist auf theoretischen und praktischen Grundlagenforschungen

34

vieler verschiedener Tüftler und Wissenschaftler wie dem Deutschen Konrad Zuse beruhten. Weltweit konnte man damals Computer an einer Hand abzählen, darunter so namhafte Maschinen wie Zuse, Mark oder ENIAC. Diese ersten elektronischen Rechner der Menschheit waren in ihren Ausmaßen geradezu monströse Anlagen, die ständig gewartet werden mussten und nur einen Bruchteil der Rechenleistung besaßen, die heute jeder herkömmliche PC aufweist.

Erst die Miniaturisierung der Schaltprozesse begünstigte die Entwicklung des Homeoder Personalcomputers. Mitte der 50er Jahre wurden die bisher eingesetzten, schweren und Raum füllenden Relais’ und Röhren durch leichte und kleine Transistoren verdrängt. Ein Transistor ist ein elektronisches Halbleiterbauelement, das elektrische Impulse schaltet und steuert. Anfang der 70er Jahre überraschte die Firma Intel die Fachwelt mit der Sensation, ganze Reihen von Transistoren Platz sparend auf einem Stück Silizium unterbringen zu können. Der Chip, der Mikroprozessor – das Herz eines jeden modernen Computers – war geboren.

Längst Legende: der Altair 8800

Die Miniaturisierung des Computers selbst war jetzt nur noch eine Frage der Zeit. Im Jahr 1975 war es dann soweit: Der amerikanische Zahnarzt und Tüftler Ed Roberts brachte für 397 Dollar einen Heimcomputer-Bausatz auf den Markt, den er auf den Namen Altair 8800 taufte. Dieser Bausatz sollte zur Legende werden; es war der erste Heimcomputer, der jemals in die Läden kam. Doch mit der Kiste konnte kaum ein Mensch etwas anfangen. Mit diversen Kippschaltern ließen sich Befehlsfolgen eingeben, und wenn der Benutzer alles richtig gemacht hatte, dann leuchteten ein paar Lämpchen auf. Der erste PC war ein Kopf ohne Arme und Beine, er besaß keine Tastatur, keine Maus, und man konnte nicht mal einen Monitor anschließen. Erst recht fehlte jede Art von Software oder Anwendungsprogrammen. Aber der Altair traf den Nerv seiner Zeit, es schien als hätte die Welt einzig und allein auf diesen noch völlig unausgegorenen Minirechner gewartet. Unglaublich viele Bestellungen gingen ein, Tausende Technikfreaks standen Schlange um einen der begehrten Computerbausätze zu erwerben. Es ging vor 30 Jahren wohl einfach darum, einen echten Computer und sei er noch so einfach strukturiert – sein Eigen nennen zu können.

Visionen verschlafen

Dieses erste Computer-Fieber Mitte der 70er Jahre brachte schlagartig viele technisch interessierte und computerbegeisterte Tüftler zusammen, die sich in kleinen Clubs und Arbeitsgemeinschaften organisierten. Sie fingen an, abseits der Entwicklungslabors großer und alteingesessener Firmen "ihren" Computer weiterzuentwickeln. So genannte Schnittstellen wurden entwickelt, an denen sich eine Tastatur anschließen ließ oder auch ein Monitor. Die Firma Xerox, Marktführer in Kopiergeräten, hatte hingegen sehr früh schon einen funktionsfähigen Heimcomputer entwickelt. Aber Xerox zeigte keinerlei Interesse daran, den Kleincomputer auf den Markt zu bringen. Analog zur Firma IBM, dem Marktführer im Bereich der Großrechenanlagen, unterschätzte Xerox das enorme Marktpotenzial für den Kleincomputer und erkannte nicht rechtzeitig die viel versprechende Zukunft dieser neuen technischen Errungenschaft.

35

PC-Revolution

Das machte den Weg frei für junge Visionäre und geniale Bastler. Der Kleincomputer wurde so noch einmal ganz von vorne erfunden. In einem der legendären Altair-Clubs lernten sich Steve Jobs und Steve Wozniak kennen; gemeinsam gründeten sie die Firma Apple, bis heute stilprägend in der Entwicklung von Heimcomputern. Microsoft-Gründer Bill Gates konnte Anfang der 80er Jahre vom Garagentüftler zum Multimilliardär aufsteigen, weil er für den PC die dringend benötigte Software entwarf und seine Betriebssysteme MS-DOS und Windows geschickt vermarktete und maßen tauglich machte.

Computer – eine Technik verändert die Welt

Längst steuern die komplizierten Rechenmaschinen unsere Flugzeuge, Autos und Fotoapparate, und auf den meisten Schreibtischen steht ein PC. Computer sind aus Beruf, Alltag und Freizeit nicht mehr wegzudenken. Sie stehen in Betrieben, Büros und in Vorstandsetagen, in Kinderund Wohnzimmern. Computer organisieren und ordnen die Geschicke der Wirtschaft und Industrie, des Transports und Verkehrs. Computer sind zentrale Werkzeuge der Wissenschaft, Technik und Medizin. Computer spielen eine zentrale Rolle bei militärischen Auseinandersetzungen und in Kriegen, in Friedenszeiten simulieren sie komplexe klimatische Veränderungen und helfen, Naturkatastrophen frühzeitig zu erkennen. Die wichtigste Rolle spielt der Computer heute in der zwischenmenschlichen Kommunikation. Internet und E-Mail verbinden durch den Computer Menschen an den entferntesten Orten miteinander, Informationen und Daten lassen sich in Sekundenbruchteilen austauschen, abrufen und verbreiten. Das Rad der Geschichte lässt sich nicht mehr zurückdrehen, ohne Computer wäre die Komplexität der modernen Industrienationen heute nicht aufrecht zu erhalten1. (8 300)

Quantencomputer: Weiterer Schritt zur Kopplung von Licht und Atomen

Quantencomputer versprechen auf dem Papier eine Vielzahl neuer Möglichkeiten. Noch sind die technischen Hürden aber so hoch, dass sich nur wenige Bits miteinander verschalten lassen. Physikern ist es nun gelungen, ein neues Verfahren zur Quanteninformationsverarbeitung zu entwickeln, bei dem sie gleich mehrere typische Quanteneffekte geschickt ausnutzten. Dadurch konnten sie Materie und Licht miteinander so wechselwirken lassen, dass die flüchtigen Quantenkorrelationen, auf denen das Quantencomputing basiert, nicht verloren gingen. Zugleich konnten sie die Rate, mit der Lichtteilchen ausgesandt werden, um rund den Faktor 100 im Vergleich zu ähnlichen Experimenten erhöhen, berichten sie im Fachblatt "Nature". Damit eröffnet ihr Verfahren neue Wege, größere Quantennetzwerke aufzubauen.

"Das System, das wir realisiert haben, ist näher an einem Quantennetzwerk als alles, wozu wir bislang je in der Lage waren", sagt Alex Kuzmich, Leiter der Forschungsgruppe am Georgia Institute of Technology in den USA. Quantencomputing benötigt Teilchen, die miteinander verschränkt sind. Die Verschränkung ist eine

1 http://www.planet-wissen.de/natur_technik/computer_und_roboter/geschichte_des_computers/ 36

eigentümliche quantenphysikalische Eigenschaft, welche Teilchen auch dann miteinander verbindet, wenn sie weit voneinander getrennt sind. Zugleich ermöglicht sie aber völlig neuartige Methoden der Informationsverarbeitung.

Die Forscher um Erstautor Lin Li sperrten eine Wolke aus ultrakalten RubidiumAtomen in eine optische Falle, in der sie mit Laserstrahlen fixiert waren. Dann regten sie ein Atom in dieser Wolke mit einem anderen Laser genau passend so an, dass das Atom in einen sogenannten Rydberg-Zustand geriet. Diese Zustände kennzeichnen extrem hochangeregte Atome, die dadurch um ein Vielfaches größer und nebenbei sehr empfänglich für die Wechselwirkung mit Licht werden. Die Forscher konnten mit Hilfe einer ausgeklügelten Analysemethode nachweisen, dass die Atome in der Rubidiumwolke und das Laserlicht tatsächlich eine Verschränkung eingingen. Diese war auch sehr robust: Die fluktuierende Anzahl von Teilchen in der Rubidiumwolke hatte keinen Effekt auf ihre Messungen.

Materie eignet sich gut, um Daten zu speichern, Licht hingegen zur Datenübertragung. Will man größere Quantennetzwerke aufbauen, ist deshalb ein robustes Verfahren erforderlich, um die Zustände von Materie in Licht zu überführen und umgekehrt. Dank der Ergebnisse der Forscher zeichnen sich nun neue Möglichkeiten ab, auch wenn die Studie vorerst noch reine Grundlagenforschung ist. Der nicht an der Studie beteiligte Quantenphysiker Matthias Weidemüller von der Universität Heidelberg kommentiert das neue Verfahren jedenfalls sehr positiv: "Li und seine Kollegen zeigen neue Wege auf, ein robustes Quantennetzwerk zu schaffen, um Informationen zwischen Materie und Licht auszutauschen und auch potenziell größer angelegte Quantennetzwerke aufzubauen".1 (2 500)

Energie

Energiewende: Anteil von Ökostrom steigt auf Rekordhoch

28,5 Prozent des deutschen Stromverbrauchs wird aus Wind, Sonne, Wasser und Biomasse gewonnen – so viel wie noch nie. Das Rekordhoch kommt jedoch nicht nur durch den Bau neuer Anlagen zustande.

Noch nie war so viel Ökostrom: Der Anteil von Strom aus Wind, Sonne, Wasser und Biomasse am gesamten Stromverbrauch ist in Deutschland im ersten Halbjahr auf Rekordhöhe gestiegen. Grund dafür ist einerseits der Bau neuer Windräder, andererseits aber ganz einfach auch das sonnige Wetter.

Der Ökostrom-Anteil ist im ersten Halbjahr 2014 auf 28,5 Prozent gestiegen, wie der Bundesverband der Energieund Wasserwirtschaft (BDEW) am Dienstag in Berlin mitteilte. Im ersten Halbjahr 2013 waren es 24,6 Prozent. Zweitgrößter Liefe-

1 http://www.wissenschaftaktuell.de/artikel/Quantencomputer__Weiterer_Schritt_zur_Kopplung_von_Licht_und_Atomen177 1015589178.html

37

rant waren Braunkohlekraftwerke, deren Anteil am Verbrauch wie im Vorjahr bei rund 25 Prozent lag, gefolgt von der Kernenergie mit 15,4 Prozent.

Der Beitrag von Erdgasund Steinkohlekraftwerken ging dagegen zurück – auf 9,8 (11,4) beziehungsweise 18 (19,7) Prozent. Insgesamt schrumpfte der Stromverbrauch im ersten Halbjahr um fünf Prozent auf 268 Milliarden Kilowattstunden.

Ziel der Bundesregierung ist es, den Ökostrom-Anteil am Verbrauch bis 2020 auf 40 bis 45 Prozent zu steigern und bis 2035 auf 55 bis 60 Prozent. Der Bundesverband der Energie und Wasserwirtschaft vertritt nach eigenen Angaben Unternehmen, die für 90 Prozent des Stromabsatzes in Deutschland verantwortlich sind.

Die Kosten für die Förderung von Ökostrom sind zuletzt weniger stark gestiegen als erwartet. Das geht aus der Jahresabrechnung für das Erneuerbare-Energien-Gesetz vor, die die Übertragungsnetzbetreiber am Freitag veröffentlicht haben. Das Vergütungsvolumen stieg demnach im Vergleich zu 2012 um 2,7 Prozent auf 19,6 Milliarden Euro. Energieminister Sigmar Gabriel hatte kürzlich noch vor Kosten von bis zu 24 Milliarden Euro pro Jahr gewarnt1. (1 640)

Energiewende: Deutsche verbrauchen so viel Ökostrom wie noch nie

Durch Deutschlands Netze fließt immer mehr Ökostrom. Laut einer Hochrechnung ist der Anteil der erneuerbaren Energien im ersten Quartal auf 27 Prozent gestiegen. Hauptgründe waren der Bau neuer Anlagen und eine günstige Witterung.

Der Bau neuer Anlagen und die günstigen Witterungsverhältnisse haben den Anteil der erneuerbaren Energien an der deutschen Stromversorgung auf einen neuen Rekordwert steigen lassen. Laut einer Hochrechnung des Bundesverbands der Energie- und Wasserwirtschaft (BDEW) ist der Anteil der regenerativen Energien am Brutto-Inlandsstromverbrauch im ersten Quartal 2014 auf 27 Prozent gestiegen. Im ersten Quartal 2013 waren es noch 23 Prozent.

In absoluten Zahlen kletterte die Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien voraussichtlich von 35,7 auf 40,2 Milliarden Kilowattstunden. Während Windenergieanlagen rund 19 Prozent mehr Stromals im Vorjahresquartal produzierten, stieg die Erzeugung aus Photovoltaikanlagen um fast 70 Prozent. Das sind erste Ergebnisse aus der Analyse des BDEW zu den Entwicklungen auf dem Strommarkt im ersten Quartal 2014.

Windenergieanlagen erzeugten in den Monaten Januar bis März gut 17,8 Milliarden Kilowattstunden Strom, nach 14,9 Milliarden im Vorjahreszeitraum. Die Erzeugung von Ökostrom mit Hilfe der Sonne stieg von rund 3,3 auf etwa 5,7 Milliarden Kilowattstunden.

Die gute Entwicklung lässt noch keine Rückschlüsse auf das Gesamtjahr 2014 zu. Die Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien schwankt üblicherweise je nach Jahreszeit und Witterung stark. Entsprechend könnte der Anteil im Jahresdurchschnitt auch unterhalb der bislang erreichten Quartalswerte bleiben, erläuterte der BDEW2. (1 400)

1http://www.spiegel.de/wirtschaft/unternehmen/oekostrom-anteil-steigt-auf-rekordhoch-a-983423.html

2http://www.spiegel.de/wirtschaft/soziales/erneuerbare-energien-oekostrom-anteil-steigt-auf-27- prozent-a-968439.html

38

Solarenergie

Die Industrialisierung, der Wohlstand und die stetig ansteigenden Bevölkerungszahlen führen weltweit zu einem immer größeren Energiebedarf. Bisher deckten vor allem Öl und Kohle den Energiehunger der Staaten. Doch ein Ende der fossilen Ressourcen ist abzusehen. Und in Zeiten des Klimawandels scheint ein Umdenken notwendig zu werden. Die Stromerzeugung aus regenerativen Quellen gewinnt immer mehr an Bedeutung. Dazu gehört auch die Nutzung der Sonnenenergie.

Die Kraft der Sonne

Lange bevor die Erde entstand, begann das Kraftwerk Sonne zu arbeiten. Unablässig wird dort Energie erzeugt. Ein Prozess, der noch viele Milliarden Jahre anhalten wird. Während der Kernfusion verschmelzen Wasserstoffkerne zu Helium und setzen dabei enorme Energiemengen frei. In Form von Sonnenstrahlung erreicht ein Teil dieser Energie auch die Erde und kann hier genutzt werden. Nach Schätzungen liefert die Sonne umgerechnet täglich den weltweiten Energiebedarf von acht Jahren. Ein gewaltiges Potenzial. Vor allem in Äquatornähe ist die Sonneneinstrahlung so hoch, dass mit heutigen Technologien eine intensive Nutzung sinnvoll erscheint.

Solaranlagen

Man kann die Sonnenenergie über Solarkraftwerke oder kleinere Solaranlagen nutzen. Bei der Umwandlung in Strom entstehen kein CO2, Ruß oder Feinstaub wie etwa in Kohlekraftwerken oder bei der Verbrennung von Erdöl. Das macht die Nutzung der Solarenergie sehr umweltfreundlich. Solaranlagen können Energie in unterschiedlicher Form liefern. Thermische Solaranlagen fangen das Sonnenlicht mit Kollektoren ein und erzeugen Wärmeenergie, die zum Beispiel im Haus zur Heizung oder Warmwassererzeugung genutzt werden kann. Voraussetzung ist, dass man die Wärmeenergie in speziellen Tankanlagen zwischenspeichern kann.

Im größeren Maßstab arbeiten Solarkraftwerke. Parabolrinnen, Parabolspiegel oder Heliostate bündeln die Lichteinstrahlung auf einen Absorber, in dem extrem hohe Temperaturen entstehen. Die Wärme wird in einem nachgeschalteten Wärmekraftwerk in elektrischen Strom verwandelt. Solarkraftwerke können je nach Kapazität der Anlage ganze Regionen mit umweltfreundlicher Energie versorgen. Im spanischen Almeria ist dies schon erfolgreich umgesetzt worden. Auf einem mehr als 100 Hektar großen Gelände wurde eine Spiegelfläche von 20.000 Quadratmeter installiert. In dieser Versuchsanlage werden verschiedene Möglichkeiten für die Umwandlung von Solarenergie in Strom erprobt und optimiert.

Künftig könnten vielleicht auch Solarkraftwerke in der Sahara sauberen Strom erzeugen. Mit dem Projekt "Desertec" sollen die politischen und technischen Voraussetzungen geschaffen werden, um vielleicht bis zum Jahr 2050 ganz Europa zentral mit "sauberem" Strom zu versorgen.

Dem gegenüber stehen Photovoltaikanlagen. Sie eignen sich besonders für die private, dezentrale Stromerzeugung. Eine Photovoltaikanlage besteht aus vielen miteinander verkoppelten Solarzellen. Über Halbleiterschichten wird in den Solarzellen Sonnenlicht in elektrischen Strom verwandelt. Dieser kann direkt genutzt werden, in Solarbatterien gespeichert oder auch ins öffentliche Stromnetz eingespeist werden.

39

Photovoltaikanlagen werden heute ständig verbessert. Es gibt sie mittlerweile in den unterschiedlichsten Formen und Ausstattungen, je nach Bedarf. Die Wirkungsgrade, das heißt das Ausmaß der Energienutzung, variieren je nach Anlage. Die Wirtschaftlichkeit der Anlagen verbessert sich ständig. Beeinflusst wird der Energieertrag natürlich auch von Faktoren wie den örtlichen Wetterbedingungen sowie der Ausrichtung und Neigung der Anlage zur Sonne. Hausbesitzer können heute auch verschiedene Anlagentypen kombiniert nutzen. Photovoltaik und Solarthermie zusammen können in manchen Gebieten Deutschlands ein Haus schon unabhängig von der öffentlichen Energieversorgung machen.

Das Sonnenhaus

In manchen Bundesländern wie zum Beispiel Bayern ist die jährliche Sonneneinstrahlung an einigen Standorten hoch genug, um sich komplett unabhängig von externer Energieversorgung zu machen. Privat realisiert wurde in Regensburg das sogenannte "Sonnenhaus". Auf den Säulen "Südorientierung", perfekte Wärmedämmung und "Superspeicher" kommen die Hausbewohner ohne externe Energieversorgung aus.

Das Haus besitzt eine Solarthermieanlage sowie eine Photovoltaikanlage. Kern des Konzeptes ist ein gewaltiger, 40.000 Liter fassender Wasserspeichertank, um den das Haus konstruiert wurde. Er ist mit der Solarthermieanlage gekoppelt und kann so viel Wärmeenergie speichern, dass die vierköpfige Familie problemlos über den Winter kommt. Das Haus besitzt 186 Quadratmeter Wohnfläche. Ein Beispiel für gelungene und umfassende Sonnenenergienutzung. Wer sich für die Nutzung von Sonnenenergie interessiert, sollte sich auf jeden Fall von verschiedenen Anlagenanbietern umfassend beraten lassen. Die persönlichen Voraussetzungen sind entscheidend für die erfolgreiche Nutzung von Sonnenenergie.

Sonnenenergie für die Mobilität der Zukunft

Auch im Verkehrswesen könnten alternative Energieressourcen wie die Solarenergie sinnvoll genutzt werden. Bis 2020 sollen eine Million Elektroautos auf deutschen Straßen fahren. Ein ambitioniertes, aber zukunftsweisendes Projekt. Allein die technische Umsetzung schreitet langsamer voran als erhofft. Und entscheidend wird auch sein, ob der Strom für die Elektroautos umweltfreundlich und nicht über Atomoder Kohlekraftwerke zur Verfügung gestellt wird.

Wie weit man allein mit Solarenergie kommen kann, will der Schweizer Solarpionier Bertrand Piccard nachweisen. Er arbeitet zusammen mit seinen Partnern aus Forschung und Industrie an dem Projekt "Solar Impulse". In einem eigens konstruierten Solarflugzeug will Piccard zusammen mit seinem Partner André Borschberg allein mithilfe der Sonnenkraft die Welt umfliegen. Neue, sehr leistungsfähige Solarzellen auf den Tragflächen, extrem leichte, aber stabile Verbundwerkstoffe sowie neue Batterietypen sollen den Superflieger auch nachts in der Luft halten.

Ein erster Versuch über eine längere Distanz verlief schon einmal sehr erfolgreich. Mit einem seiner Solarflugzeuge flog Piccard am 5. Juni 2012 von Madrid bis nach Rabat in Marokko. Für die Strecke von 830 Kilometern benötigte der Solarflugpionier 19 Stunden1. (5 400)

1 http://www.planet-wissen.de/natur_technik/energie/solarenergie/

40