Forscher der Universität von New South Wales und der Australischen Agentur für Erneuerbare Energien (Arena) haben die 40-Prozent-Marke beim Wirkungsgrad von Solarsystemen ohne Konzentratortechnologie geknackt. Sie haben dazu moderne Stapelsolarzellen mit drei Halbleiterschichten und drei pn-Übergängen mit einfachen Siliziumsolarzellen kombiniert, um die Stromausbeute zu erhöhen. Dabei fangen die Forscher auch den Teil des Sonnenlichts ein, das normalerweise verloren geht. Sie erreichen dies, indem sie das Licht in verschiedene Spektren aufteilen und auf die Siliziumsolarzelle lenken. „Dadurch ist der Wirkungsgrad höher als bei einer Dreifachsolarzelle allein“, erklärt Ivor Fischknecht, Geschäftsführer der Arena. Bei Feldtests in Sidney haben die Australier 40,1 Prozent Wirkungsgrad geschafft. Der Rekord wurde vom amerikanischen Prüflabor National Renewable Energy Laboratory (NREL) unabhängig bestätigt.
Photovoltaikturmkraftwerk in der Entwicklung
An der Entwicklung waren neben den Forschern der Universität in Sidney und er Arena auch Entwickler des Anbieters von Konzentratorsystemen Gaygen Ressources in Blackburn, Victoria, beteiligt. Das Unternehmen will die Solarsysteme in seinen Konzentratoranlagen anwenden, indem Spiegel das Sonnenlicht bündeln und auf einen zentralen Photovoltaikturm reflektieren, wo es auf die Solarzellen fällt. Die Technologie ähnelt dann den solarthermischen Turmkraftwerken. Der Vorteil ist, dass dabei die Stromumwandlung nicht erst über Wärme, sondern direkt über die Solarzellen passiert. „Statt Wärmeträger wie beispielsweise Salz zu erhitzen, wandelt der Receiver das Licht direkt in Strom um, wie ein Solarmodul auf einem Dach“, erklärt Frischknecht. „Wir hoffen, dass diese Innovation vom Prototyp zu Pilotanlagen weiterentwickelt wird. Am Ende werden die effizienteren kommerziellen Solarkraftwerke die erneuerbaren Energien billiger und konkurrenzfähiger machen.“ Die Konzentratortürme werden derzeit im Rahmen eines zweiten Entwicklungsprojekts von Arena zusammen mit Raygen Ressources kommerzialisiert.
Investitionen in Forschung zahlen sich aus
Fischknecht hebt die Bedeutung der Investitionen in Forschung und Entwicklung hervor, um zunächst Innovationen zu generieren und diese dann auch in kommerzielle Anwendungen zu überführen. Dieses Projekt sei ein exzellentes Beispiel dafür, sagt Fischkneckt. Immerhin kostet die Entwicklung des sogenannten Power Cubes, bei dem es um die Teilung des Sonnenlichts in spezifische Wellenlängen geht, satte 1,36 Millionen US-Dollar. Arena selbst hat dazu 550.000 Dollar beigesteuert. „Wir hoffen jetzt, dass unsere Innovationen den nächsten Schritt vom Prototypen zu größeren Pilotprojekten schaffen“, betont Fischknecht. (Sven Ullrich)
