Fraunhofer Forscher machen Solarmodule für Sonnenkraftwerke effizienter
Linsen bringen die Sonne auf den Punkt

Sonnenkraftwerke könnten das Sonnenlicht künftig wesentlich effizienter in elektrische Energie umwandeln. Forscher des Fraunhofer-Instituts ISE in Freiburg haben ein Solarmodul entwickelt, dass die Sonnenstrahlen mit Hilfe einer Linse auf die Solarzelle fokussiert.

HB DÜSSELDORF. Dadurch kann die Effizienz der Energieumwandlung deutlich gesteigert werden. „Mit ersten Prototypen haben wir bereits einen Wirkungsgrad von rund 23 Prozent erzielt“, sagt ISE-Projektleiter Andreas Bett. Durch Optimierungen seien sogar 28 Prozent erreichbar. Zum Vergleich: Herkömmliche Solarmodule aus Silizium kommen gerade mal auf 14 Prozent.

Das Solarmodul, das die Freiburger verwenden, ist winzig klein. Es ähnelt einer Leuchtdiode und ist nur 0,031 Quadratzentimeter groß. Die Solarzelle im Innern besteht aus einem Mix aus Galliumindiumphosphid, Galliumarsenid und Germanium. Durch den Einsatz der drei Halbleiter kann die Solarzelle unterschiedliche Teile des Sonnenspektrums optimal in elektrische Energie umwandeln und erzielt einen hohen Wirkungsgrad, wie man ihn sonst nur durch Übereinanderstapeln von Solarzellen aus verschiedenen Halbleitermaterialien erreichen kann.

Die Solarzelle an sich ist zwar nicht neu. Sie hat sich bereits in Weltraumanwendungen bewährt. RWE Space Solar Power in Heilbronn fertigt die Tripelzellen nach einem am Fraunhofer ISE entwickelten Prozess. Es war bislang allerdings nicht wirtschaftlich, das teure Material zur Energieumwandlung auf der Erde einzusetzen. „Mit Hilfe der Konzentratortechnik, mit der die Sonnenstrahlen gebündelt und mit Linsen auf die winzig kleinen Solarzellen fokussiert werden können, hat sich das geändert“, sagt der ISE-Projektleiter.

Das von den Fraunhofer Forschern entwickelte Solarzellen-Modul besteht im Wesentlichen aus einer Glas-Box, an deren Oberseite vier Quadratzentimeter große Linsen das auftreffende Sonnenlicht fünfhundertfach konzentrieren und auf die an der Unterseite angebrachten Hochleistungszellen lenken. Damit der Brennpunkt der Linse jederzeit den aktiven Bereich der Solarzelle trifft, werden die Module der Sonne nachgeführt. „Die Fokussierung erhöht nicht nur die Stromausbeute, sondern verringert gleichzeitig auch die Fläche, mit der die Solarkraftwerke künftig gebaut werden müssen“, sagt der Fraunhofer-Forscher.

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