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Goldene Zeiten für Sonnendächer

Technik. - In Zeiten der Klimaerwärmung und der CO2-Diskussionen finden erneuerbare Energien immer mehr Aufmerksamkeit - darunter insbesondere die Solarenergie, nicht zuletzt wegen immenser Subventionen. Doch die Technik kann sich nur behaupten, wenn sie günstiger wird.

Von Wolfgang Nitschke | 10.04.2007

Dieser Roboter produziert Solarmodule – vollautomatisch und kostengünstiger als Menschen. Und er arbeitet genauer – wenn es um Millimeterarbeit geht. Genau da sieht die Branche ihre Zukunft, denn Solaranlagen müssen billiger werden, wenn sie tatsächlich die große Zukunft haben sollen, die immer vorhergesagt wird. Die Kehrseite der Automatisierung ist aber auch in der Solarbranche der Abbau von Arbeitsplätzen. Jochen Siemer, Chefredakteur der Zeitung Photon, die den Münchener Kongress Photovoltaic Technology Show veranstaltete.

"Das stimmt – aber der Faktor Arbeit bei der Herstellung von Zellen und Modulen, der war auch in früheren Zeiten schon vergleichsweise gering. Es geht hier eigentlich weniger darum, Arbeitskosten einzusparen, sondern darum, einen höheren Durchsatz zu erreichen, höhere Geschwindigkeit und eine höhere Sicherheit. Weniger Bruchraten bei den Zellen. Und es ist nun mal leider Gottes so – das kann man gut oder schlecht finden – ein Roboter kann so etwas störungsfreier als jeder Arbeiter."

Zumal die Solarzellen der nächsten Generation anders aufgebaut sein werden als dies heute der Fall ist. Mit innovativen Zellenstrukturen lässt sich nämlich der Wirkungsgrad von Solarzellen erhöhen. Bei den so genannten Tandem- oder Multispektralzellen werden Zellen aus verschiedenen Halbleitern kombiniert, die gegenseitig ihre Energielücken überbrücken und so kann das Spektrum des Sonnenlichts effektiver genutzt werden. Wirkungsgrade von 38 Prozent konnten im Labor nachgewiesen werden. Trotz der höheren Kosten ein großer Vorteil, sagt der Fachjournalist Siemer:

"Es geht darum – wann kann man in Deutschland Solarstrom produzieren zu Kosten von unter 25 Cent pro Kilowattstunde? Das betrifft vor allem die bessere Ausnutzung des Siliziums. Die Zellen werden dünner, das heißt, man braucht weniger Material – gleichzeitig haben sie einen höheren Wirkungsgrad, was den Materialbedarf pro Kilowattstunde erzeugtem Strom noch weiter verringert. Und der dritte wichtige Faktor sind Masseneffekte: Je mehr Solarzellen ich herstelle, umso mehr kann ich von der Rationalisierung Professortieren."

Ein amerikanischer Hersteller hat in München beispielsweise angekündigt, eine neue Produktionsanlage zu bauen, in der die "Dünnschichtmodule" in einer Größe von fünf Quadratmetern produziert werden können, was noch vor zwei Jahren als unmöglich galt. Diese Module benötigen nur noch Halbleiterschichten, die weniger als ein Hundertstel der Dicke üblicher Siliziumscheiben betragen, da sie aus amorphem und nicht mehr aus kristallinem Silizium gefertigt werden können. Der Wirkungsgrad ist zwar nicht so hoch wie bei den effizienteren Tandem-Zellen, der geringere Herstellungspreis aber macht die Dünnschichtmodule gerade für Länder mit hoher Sonneneinstrahlung interessant. All diese Entwicklungen können mit dazu beitragen, dass Solarstrom bereits im Jahr 2010 in Spanien oder Kalifornien für zehn Cent pro Kilowattstunde hergestellt werden kann – in Deutschland wegen der geringeren Sonneneinstrahlung für 15 oder 20 Cent. Doch niedrigere Preise für den Strom sind nur eine Seite der Medaille. Die Kosten für die Solarstromanlage sind die andere Seite. Und das ist ein massives Problem der Solarbranche. Denn wider alle Erwartungen sind die Anlagen heute immer noch genauso teuer wie 2004. Den Grund dafür nennt der Solarzellen-Experte:

"Siliziummangel ist ein Hauptproblem derzeit der Solarindustrie. Das heißt, sie kann die bestehende Nachfrage weltweit nicht decken, aus Mangel an dem Rohstoff Silizium. Wobei Rohstoff ein missverständlicher Begriff ist: Silizium ist eines der häufigsten Elemente der Erde, aber es muss natürlich, bevor man Solarzellen daraus machen kann, veredelt werden zu einem sehr hohen Reinheitsgrad und dazu sind nur wenige Hersteller in der Lage."

Und deshalb ist veredeltes Silizium teuer und die Preise für die Endkunden sind hoch. Rund 4600 Euro muss der Häuslebauer momentan pro Kilowatt in seine Anlage investieren. Und um die Kosten zu senken, wird an neuen Materialien für Solarzellen geforscht. Im Fokus stehen dabei chemische Verbindungen wie Cadmium-Tellurid oder eine Verbindung aus Kupfer und mehreren anderen chemischen Elementen, die Licht absorbieren. Und auch die so genannten Farbstoffzellen sind in ihrer Entwicklung schon weit vorangeschritten. Bei dieser Methode sollen organische Farbstoffe das Licht absorbieren – was billig ist und wenig Material benötigt – den Wirkungsgrad bei diesen Farbstoffzellen sehen die Experten allerdings noch als nicht marktfähig an:

"Die Deutschen aber lassen sich von den hohen Kosten nicht abschrecken. Im Jahr 2006 verbauten sie Solarzellen mit einer Leistung von 1200 Megawatt auf Dächern oder Freiflächen, das ist knapp die Hälfte der 2556 Megawatt Solarstrom, der im vergangenen Jahr weltweit hergestellt und installiert wurde."