Deutscher Zukunftspreis: Online-Voting über zukunftsträchtige InnovationenUm die Nutzung der Photovoltaik wirtschaftlich rentabel zu machen, muss die Technologie deutlich leistungsfähiger werden. Eine Gruppe von Fraunhofer-Forschern aus Freiburg sowie der baden-württembergischen Unternehmen Soitec und AZUR SPACE haben ein pfiffiges technisches Konzept entwickelt, mit dem sich dieses Ziel erreichen lässt. Mit dieser Innovation sind sie für den Deutschen Zukunftspreis 2011 nominiert. Dazu ist auch die Meinung des Publikums gefragt: Noch bis 11. Dezember 2011 kann online mitabgestimmt werden.
Deutschland ist Vorreiter bei der Energiewende - weg von Kernkraft und Kohle und hin zu erneuerbaren Energiequellen. Bis 2022 sollen die Kernkraftwerke in Deutschland vom Netz gehen. Gleichzeitig soll die Stromgewinnung aus Sonne Wind und anderen erneuerbaren Quellen massiv ausgebaut werden. Auch in anderen Ländern stammt immer mehr elektrischer Strom aus regenerativen Quellen.
Eine zentrale Säule für eine weltweite Energiewende ist die Solarenergie Ihr Potenzial ist nahezu unerschöpflich. Doch die Stromerzeugung per Photovoltaik - der direkten Umwandlung von Sonnenlicht in elektrischen Strom - ist noch teuer und in ihrer Effizienz noch nicht ausgereizt. Um die Nutzung der Photovoltaik wirtschaftlich rentabel zu machen, muss die Technologie deutlich leistungsfähiger werden.
Eine Gruppe von Fraunhofer-Forschern aus Freiburg sowie der baden-württembergischen Unternehmen Soitec und AZUR SPACE haben ein pfiffiges technisches Konzept entwickelt, mit dem sich dieses Ziel erreichen lässt. Dazu griffen die Forscher zu einem Trick: Sie kombinierten mehrere Solarzellen miteinander, die aus unterschiedlichen Materialien bestehen. Da jedes Material einen anderen Anteil des Regenbogenspektrums einfängt, lässt sich so insgesamt ein größerer Teil des Sonnenlichts zur Stromerzeugung nutzen.
Zusätzlich konzentrieren Linsen das Licht der Sonne fünfhundertfach auf das Solarzellen Sandwich. Auf Nachführeinheiten werden die Module nach dem Sonnenstand ausgerichtet. Das erhöht zusätzlich den Wirkungsgrad - und macht die Technologie, die bislang nur in der Raumfahrt Verwendung fand, ökonomisch lukrativ. Künftig werden sich damit Photovoltaik Kraftwerke vor allem in sonnenreichen Regionen realisieren lassen, die in großem Stil Solarstrom liefern.
„Mit den Spitzenwirkungsgraden der Konzentrator-Photovoltaikmodule von 30 Prozent werden Solarkraftwerke sehr schnell wirtschaftlich und das Potenzial dieser Technologie ist noch lange nicht ausgeschöpft“, so Dr. Andreas Bett, Bereichsleiter Materialien – Solarzellen und Technologie sowie stellvertretender Institutsleiter am Fraunhofer ISE. Sein Forscherteam arbeitet kontinuierlich an der weiteren Optimierung von Zellen, Modulen und Systemen.
Die immer höheren Laborwirkungsgrade der Mehrfachsolarzellen werden zeitnah vom Industriepartner AZUR SPACE in Heilbronn in die industrielle Fertigung übertragen. Das zunächst auf Weltraumsolarzellen spezialisierte Unternehmen ist heute auch führend in der Herstellung der terrestrischen Variante von Mehrfachsolarzellen. „Der zunehmenden Marktdynamik folgend haben wir unsere Zellproduktion für Solarkraftwerke im letzten Jahr verdoppelt und dieser Trend hält an“, so Dr. Klaus-Dieter Rasch, Geschäftsführer der AZUR SPACE Solar Power GmbH.
Den Schritt von der Modulentwicklung im Labor in die industrielle Fertigung vollzog vor sechs Jahren ein Spin Off des Fraunhofer ISE, das heute zu Soitec, einem internationalen Marktführer in der Halbleiterindustrie gehört. Es zählt zu den weltweit führenden Firmen in der Konzentrator Photovoltaik deren Märkte sich vor allem in sonnenreichen Regionen mit viel direktem Sonnenlicht finden.
„Eine Verdopplung der solaren Einstrahlung bedeutet eine Halbierung der Stromgestehungskosten“, so Spin Off-Gründer Hansjörg Lerchenmüller, heute Senior Vice President bei Soitec. „Der hohe Zellwirkungsgrad in Verbindung mit den gleichzeitig geringen Materialkosten sichert uns einen klaren Wettbewerbsvorteil bei Kraftwerken im Sonnengürtel.“ Soitec Solar hat bereits über drei Megawatt Leistung in Kraftwerken im Süden Europas, Südafrika und den USA installiert. In den USA errichtet das Unternehmen in Kürze eine weitere Modulfabrik, mit einer Produktionskapazität von 200 Megawatt. Auch in Marokko gibt es konkrete Pläne für den Aufbau von Konzentrator-Kraftwerken.
Die Nominierung für den Deutschen Zukunftspreis verstehen alle drei Beteiligten als Auszeichnung ihrer Gemeinschaftsleistung, die Konzentrator Photovoltaik zu entwickeln, im Markt zu positionieren und damit Arbeitsplätze in Deutschland zu schaffen. Hinter jedem Nominierten stehe ein großes Team, das den Erfolg ermögliche, so die Forscher. Die Konzentrator Photovoltaik auf Basis von Mehrfach Solarzellen ist eine von drei Innovationen, die für den Deutschen Zukunftspreis 2011 nominiert sind. Den Sieger wird Bundespräsident Christian Wulff am 14.Dezember bekanntgeben.
Doch auch die Meinung des Publikums ist gefragt: Welches Forschungsprojekt ist das technisch anspruchsvollste, welches wird die größten Auswirkungen auf Gesellschaft und Alltag jedes Einzelnen haben? Welches verspricht für Sie den größten persönlichen Nutzen? Onlineabstimmung noch bis 11. Dezember 2011.
Mehr Informationen auf www.deutscher-zukunftspreis.de.
Quelle: Deutscher Zukunftspreis, Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE