Wie das Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) mitteilt, gibt es Erfolge bei der Verbessrung der Stromausbeute durch CPV-Technologie.
Concentrator Photovoltaics verbessert die Stromausbeute
Neben der Dünnschicht- und kristallinen Silizium-Photovoltaik hat sich in jüngster Zeit die Konzentrator-Photovoltaik, kurz: CPV vom englischen „Concentrator Photovoltaics“, als alternative Technologie entwickelt. Die CPV-Module leisten Enormes, da eine vorgelagerte Linse das Sonnenlicht auf die mehrschichtigen Solarzellen um den Faktor 500 konzentriert. Die Zellen selbst haben dabei nur einen Durchmesser von drei Millimetern. Der besondere Aufbau der Mehrfachsolarzelle begünstigt zusätzlich die Umwandlung des Sonnenlichts in Strom.
Die Konzentrator-Photovoltaik erfordert durch ihren Aufbau eine Ausrichtung auf den Sonnenstand und wurde insbesondere für große Kraftwerkparks von ein bis einhundert Megawatt Leistung in Ländern mit viel direkter Sonneneinstrahlung konzipiert. Bett und Lerchenmüller errichteten 2006 ihr erstes Solarkraftwerk in Lorca, Spanien. Es folgten Anlagen in 14 Ländern auf vier Kontinenten. Um jedoch wirtschaftlich konkurrenzfähig zu sein, müssen die Herstellungskosten von Solarzellenmodulen weiter gesenkt werden. Bett und Lerchenmüller erreichen dies, indem sie kostengünstige fokussierende Optiken verwenden und damit die vergleichsweise teuren mehrschichtigen Halbleitermaterialien sparsam einsetzen können. Je nach Konzentrationsfaktor benötigt man nur ein Fünfhundertstel bis Tausendstel des Halbleitermaterials und erhöht dennoch die Effizienz der Solarzelle.
2006 errichteten Bett und Lerchenmüller ihr erstes Solarkraftwerk in Spanien. Es folgten Anlagen in 14 Ländern auf vier Kontinenten. Diese Kombination aus geringen Materialkosten und hohem Wirkungsgrad ist der Schlüssel zur Wirtschaftlichkeit. Und auch die Forscher Bett/Lerchenmüller sehen bei Zelle und Modul weiterhin immenses Optimierungspotenzial, insbesondere was den Wirkungsgrad betrifft. Mit seinem Team erreichte Bett beispielsweise 2009 im Labor unter Forschungsbedingungen für eine Mehrfachsolarzelle einen Weltrekordwirkungsgrad von 41,1 Prozent.
Zwar steckt die Konzentrator-Photovoltaik noch in den Kinderschuhen. Doch Deutschland hat sich in dieser Hoch-Technologie schon früh mit an der Weltspitze positioniert. Die nächste Generation der Konzentrator-Photovoltaik wird seit Jahren in den Laboren am Fraunhofer ISE und der Soitc Solar mit Unterstützung des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU) und des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) erforscht und entwickelt.
Fotos © 2012 Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF), ©Fraunhofer ISE/Soitec
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