Montag, 27. Juni 2022

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Gebündelte Energie

Physik. - Mitte nächsten Jahres will das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme in Südeuropa die erste Solaranlage mit 100 Kilowatt in Betrieb nehmen, schon im Jahr darauf soll die erste Megawatt-Anlage folgen. Die hohe Leistung soll durch die neuartige Konzentrator-Technologie erreicht werden. Dabei werden Brenngläser ständig der Sonne nachgeführt, um die Energie unseres Zentralgestirns zu bündeln und sie so besser und kostengünstiger auszunutzen.

10.08.2005

Eine Konzentrator-Anlage, wie sie zur Demonstration auf dem Dach des Fraunhofer-Instituts aufgebaut ist, braucht direktes Sonnenlicht. Sensoren und komplizierte Elektronik richten das Gerät stets so aus, dass das Sonnenlicht durch eine Optik auf einen winzigen Punkt im Zentrum jeder der 2500 Solarzellen konzentriert wird. "Im Bereich der Standardsolarzelle haben wir zum Beispiel im Labor einen so genannten Sonnensimulator, wo wir die Sonne nachbauen und damit auch Effizienzen an den Solarzellen bestimmen können", erklärt Andreas Bett, Entwickler der Konzentrator-Solarzellen. "Im Bereich der Konzentrator-Module ist das nicht möglich. Wir brauchen paralleles Licht auf großer Fläche. Das können wir im Labor nicht ohne weiteres zur Verfügung stellen. Das heißt, wir sind auf die Sonne angewiesen."
Seit fünf Jahren haben die neuartigen Solarzellen im Prinzip schon bewiesen, dass die Konzentrator-Technologie funktioniert, dass sie Strom liefert, der nach Meinung seiner Entwickler auch kostengünstig ist. Die Brennlinse selbst besteht aus Kunstglas, das preiswert in Massenfertigung hergestellt werden kann. Mit der Linse kann das Licht auf einen sehr kleinen Fleck konzentriert werden, sagt Andreas Bett: "In den kleinen Fleck setzen wir eine III-V-Solarzelle, also eine neue Solarzelle mit sehr hohen Wirkungsgraden. Der Vorteil dieser Technologie ist, dass wir sehr viel weniger Halbleitermaterial benötigen und damit letztendlich Kosten einsparen."

Bett räumt ein, dass die neuen Zellen zwar sehr viel teurer sind als herkömmliche Solarzellen. Dennoch sind die Freiburger Forscher zuversichtlich, dass sich die verwendeten III-V-Halbleiter aus Galliumarsenid in der Konzentrator-Technologie gegenüber den billigeren Silizium-Varianten durchsetzen, weil weniger Halbleiter gebraucht werden. Andreas Bett: "Wir haben eine Kostenstudie durchgeführt und wir sind der Meinung, dass wir bei einer moderaten Produktion von zum Beispiel 20 Megawatt doch einen deutlichen Kostenvorteil gegenüber den Standard-Flachmodulen erzielen können, vor allen Dingen in Gegenden, wo wir viel Direktstrahlung haben, zum Beispiel südlich von Madrid."

Die Konzentrator-Technologie sei, so Betts Einschätzung, als Ergänzung zu den herkömmlichen Flachmodulen zu sehen: "Die Flachmodule werden sicherlich den Hauptanteil am Markt behalten, über 90 Prozent, denn viele der Anwendungen heutzutage sind Dachintegration. Wir wollen in den Kraftwerksbereich rein." In südlichen, europäischen Ländern sollen in den kommenden Jahren riesige Photovoltaikanlagen entstehen, die nach der Freiburger Konzentrator-Technologie arbeiten. Sie sollen ihren Strom in die europäischen Netze einspeisen und anderen Kraftwerktypen Konkurrenz machen - nicht aber dem Hausbesitzer mit modernem Solardach.

[Quelle: Klaus Herbst]