Der Lupentrick – nur größer

Mit einer Lupe oder einer Glasscheibe kann im Sommer ein Lagerfeuer oder aber ein Waldbrand entfacht werden. Die Sonne hat so viel Energie, dass das Laub und trockenes Gehölz in Flammen aufgeht, wenn die gebündelten Sonnenstrahlen darauf treffen.

Die Photovoltaikindustrie will dieses wirkungsvolle Prinzip nutzen. Unternehmen und Forschungsinstitute arbeiten an neuartigen Solarmodulen, die mit besonderen Linsen ausgerüstet sind, die die einfallenden Sonnenstrahlen um das 500- bis 1000fache konzentrieren – und damit auch deren Energiegehalt. Die Solarzellen können so auf sehr kleiner Fläche viel Strom gewinnen.

Bild: www.solfocus.com
Bild: www.solfocus.com

Mit der CPV-Technologie (Concentrated Photovoltaics) erzielen Wissenschaftler heute im Labor bereits Wirkungsgrade von 40 Prozent und mehr. Bei fabrikgefertigten CPV-Modulen sind es immerhin noch 30 Prozent.
Und während die Hersteller konventioneller Module mühsam um jedes Zehntelprozent mehr Wirkungsgrad kämpfen, schrauben die Konzentrator-Spezialisten die Effizienz ihrer Produkte binnen kürzester Zeit gleich um ganze Prozentpunkte nach oben.

Durch die CPV-Technologie kann Sonnenstrom für unter zehn Cent pro Kilowattstunde angeboten werden. Möglich wird die Rekord-Ausbeute mit einem einfachen Trick: Da das gebündelte Sonnenlicht auf eine winzige Fläche fällt, können die Modulhersteller teure Materialien verwenden, denn sie brauchen nicht viel davon. Meist setzen sie Halbleiter-Verbindungen etwa aus Gallium, Indium oder Germanium ein, welche die Solarstrahlung sehr gut verwerten. Die Unternehmen schichten dabei gleich mehrere verschiedene Halbleiter übereinander. Da jede Schicht andere Wellenlängen absorbiert, nutzen die Zellen einen viel größeren Spektralbereich des Sonnenlichts aus als die klassische Silizium-Photovoltaik und das ist der Clou an der Technik.


Der hohe Wirkungsgrad und der geringe Materialbedarf machen den Strom aus den CPV-Anlagen sehr günstig. Dadurch wäre die Solarenergie etwa genauso billig wie Strom aus Kohlekraftwerken.

Allerdings sind solche Vorhersagen mit Vorsicht zu genießen. Denn wie günstig der CPV-Strom eines Tages tatsächlich sein wird, hängt neben den Kapitalkosten und dem Standort der Anlage auch davon ab, wie viele Module produziert werden.

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