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Solarmodule - Die nächste Generation

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Solarmodule - Die nächste Generation

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Photovoltaikanlagen sind eine umweltschonende und erneuerbare Energiequelle mit großem Marktpotenzial. Dennoch wird in Europa bislang nur ein Bruchteil des verbrauchten Stroms durch Sonnenenergie erzeugt. Dafür gibt es viele Gründe. Ein wichtiges Hindernis ist die nicht immer überzeugende Kosteneffizienz der aktuellen Solarmodule.

Deswegen testen Forscher am Schweizer Zentrum für Elektronik und Mikrotechnik (CSEM) in Neuenburg innovative Technologien mit dem Ziel, effizientere Photovoltaikzellen und –Module zu entwickeln, durch die Reduzierung teurer Materialien und den Einsatz neuer Technologien, die den Wirkungsgrad der Solarzellen erhöhen. euronews-Reporter Claudio Rocco hat den Leiter des Zentrums Christophe Ballif befragt.

Claudio Rocco: “Wir haben hier zwei Solarmodule im Vergleich, ein älteres und ein neues Fabrikat. Können Sie uns den Unterschied erklären?”

Christophe Ballif: “Es gibt zwei wesentliche Unterschiede, der eine ist sichtbar, der andere nicht.
Auf dem ersten Modul sieht man drei Kupferstreifen, mit denen der Strom abgezapft wird, und viele Silberstriefen. Auf dem zweiten Modul sehen wir hingegen 30 Kupferstreifen und deutlich weniger Silberlinien. Auf diese Weise reduzieren wir die Herstellungskosten um 5 Prozent. Das ist der erste, sichtbare Unterschied. Der zweite, nicht sichtbare besteht in einer zusätzlichen Nano-Siliziumschicht, mit der sich die Spannung und somit auch die Leistung um gut 15 Prozent steigern lassen.”

Claudio Rocco: “Gibt es noch andere Vorteile?”

Christophe Ballif: “Wenn man diese neuen Solarzellen der Sonne aussetzt, erwärmen sie sich, doch die Leistung sinkt deutlich langsamer, was bedeutet, dass wir mehr Kilowatt pro Stunde erzeugen können.”

Die Widerstandsfähigkeit der Solarzellen ist ein weiterer wichtiger Aspekt. Im Labor wird der sogenannte Hageltest durchgeführt. Dabei werden die Module mit hausgemachten Hagelkörnern aus der Tiefkühltruhe beschossen, mit einer Geschwindigkeit von 27 Metern pro Sekunde. Auf diese Weise lässt sich überprüfen, ob die dünne Siliziumschicht standhält und die elektrischen erhalten bleiben.

Auch die Tragfähigkeit wird überprüft. Dazu werden die Solarmodule mit Metallgewichten beschwert, bis die Gesamtlast eintausend Kilogramm pro Quadratmeter erreicht. Dieses Gewicht entspricht der Belastung bei starken Winden oder einer dichten Schneedecke. Auf diese Weise werden die widerstandsfähigsten Materialien ausgesiebt, erläutert CSEM-Forscherin Laure-Emmanuelle Perret.
“Zusätzlich zu den Belastungstests wird die Stromleistung überprüft. Diese Testes sind sehr wichtig, denn dadurch lässt sich die Stromproduktion des Moduls abmessen, genau dafür interessieren wir uns. Dafür verwenden wir Leuchttische, die das Sonnenspektrum imitieren und uns erlauben, den elektrischen Wirkungsgrad zu messen. Auf diese Weise überprüfen wir außerdem, ob bei der Herstellung Produktionsfehler aufgetreten sind, vor allem bei den elektrischen Verknüpfungspunkten.”

Claudio Rocco: “Oft wird bei Sonnenkollektoren das Erscheinungsbild bemängelt. Die Forscher in Neuenburg haben ein Modul namens Terracotta entworfen, dessen Farbe der von Ziegeldächern ähnelt.”

Die Experten glauben, dass kostengünstigere und effizientere Module den Photovolltaikmarkt ankurbeln werden. Das Schweizer Zentrum für Elektronik und Mikrotechnik arbeitet mit Partnern aus der Industrie, um den Technologietransfer und die Vermarktung der nächsten Photovoltaik-Generation zu beschleunigen.