Die konzentrierende Photovoltaik (CPV) hat sich in den vergangenen drei Jahren voll etabliert und wird auch in den kommenden Jahren weiter an Marktanteilen dazugewinnen. Dies ist eines der zentralen Ergebnisse der ersten Studie über den Markt- und Technologiestatus zur CPV. Die Studie ist ein deutsch-amerikanisches Gemeinschaftswerk. Sie wurde erstellt von den Forschern des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme (ISE) und vom Nationale Renewable Energy Laboratory (NREL). Der Durchbruch für die Technologie kam im Jahr 2012. Damals wurden zum ersten Mal weltweit CPV-Anlagen mit einer Gesamtleistung von 120 Megawatt installiert. Auch im Jahr 2013 gingen die Installationszahlen über die 100 Megawatt hinaus.
Hohe Konzentration hat Vorteile
Dabei haben die Forscher festgestellt, dass der Markt vor allem von den hoch konzentrierenden Anlagen mit einer 500fachen Konzentration des Sonnenlichts getrieben wird. Der Anteil der niedrig konzentrierenden Anlagen, bei denen das Sonnenlicht etwa auf das 200fache gebündelt wird, beträgt etwa zehn Prozent des gesamten CPV-Weltmarkts. Damit wird klar, dass die Anlagenbetreiber nicht die höheren Investitionen für die hochkonzentrierenden Systeme scheuen. Schließlich kosten nicht nur die Spiegelsysteme mehr als bei geringer konzentrierenden Anlagen. Auch die Nachführung ist teurer. Denn während die niedrig konzentrierenden Systeme mit einer einachsigen Nachführung auskommen, brauchen die hochkonzentrierenden Systeme eine zweiachsige Nachführung. Da die Systeme ohnehin für die sonnenreichen Regionen der Welt ausgelegt sind, rechtfertigen die höheren Erträge auch die höheren Investitionskosten für die hochkonzentrierenden Systeme.
Steigende Wirkungsgrade senken Stromgestehungskosten
Die Forscher begründen ihre gute Prognose für die Zukunft mit den steigenden Wirkungsgraden und den damit sinkenden Gestehungskosten für Strom aus CPV-Kraftwerken. So haben die Forscher am Fraunhofer ISE in Freiburg in Zusammenarbeit mit Entwicklern aus der Industrie in den vergangenen Monaten die Effizienzwerte für CPV-Module auf 36,7 und für CPV-Zellen auf 46 Prozent hochgetrieben. Bis zum Jahr 2020 erwarten die Autoren der Studie, dass die Laborwirkungsgrade der Stapelzellen, die für die CPV-Systeme verwendet werden, auf 50 Prozent steigen werden. Das bedeutet, dass die Industrie dann in der Lage sein wird, die Zellen in der Massenfertigung mit einem Wirkungsgrad von gut 46 Prozent herzustellen.
Skalierung verspricht niedrige Preise
Ein zweiter Grund liegt in der Skalierung der Systeme. Denn wie in der normalen Siliziumphotovoltaik werden auch die CPV-Systeme billiger, je mehr solcher Anlagen installiert werden. Insgesamt errechnen die Autoren der Studie die derzeitige Stromgestehungskosten für niedrig konzentrierende Systeme mit zehn bis 15 Eurocent pro Kilowattstunde und bei den hoch konzentrierenden Anlagen mit acht bis zwölf Eurocent pro Kilowattstunde. Die große Spanne zwischen den Kosten kommt dadurch zustande, dass die Technologie noch jung ist, die Anlagen sehr unterschiedliche Erträge erwirtschaften und an unterschiedlichen Orten der Erde aufgestellt werden. Wenn die Zahl der Installationen bis 2030 kontinuierlich wächst, sinken die Kosten für Strom aus den CPV-Anlagen bis dahin auf eine Kostenspanne zwischen 4,5 und 7,5 Eurocent pro Kilowattstunde. Damit liegen dann nur noch die wenig ertragreiche und teuersten Systeme noch über dem Preis für normale Photovoltaikanlagen. (Sven Ullrich)
