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Futuris: Woher wissen wir, wie viel Energie eine Solarzelle wirklich produziert?


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Futuris: Woher wissen wir, wie viel Energie eine Solarzelle wirklich produziert?

Wie viel Energie produziert eine einzelne Solarzelle? Das ist nicht leicht zu beantworten und hängt vom Sonnenlicht ab, das sich je nach geografischer Lage und Tageszeit verändert. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aber brauchen einen gemeinsamen Ausgangswert. Deswegen treffen sie sich in Catania auf Sizilien, um ihre Instrumente unter gleichen Bedingungen anzugleichen.

“Wir haben hier unterschiedliche Instrumente aus verschiedenen Ländern und Forschungsinstituten”, erklärt Wim Zaaiman von der Gemeinsamen Forschungsstelle der EU (JRC). “Sie werden in dieser Woche miteinander verglichen. Wir messen also die Messinstrumente. Dazu haben wir hier nicht die gleichen Mittel wie im Internationalen Büro für Maß und Gewicht in Paris, deswegen benutzen wir die Sonne. Jeder hat hier die gleiche Sonne, also das gleiche Meter.”

Anhand dieser gleichzeitig stattfindenden Messungen können sogenannte Referenzzellen produziert werden: kleine, hoch-qualitative Solarzellen mit genau geprüften Eigenschaften. Dabei wird die allgemeine Intensität der Sonneneinstrahlung berücksichtigt und die spektrale Beschaffenheit des Sonnenlichts, die je nach Tageszeit und geografischer Lage unterschiedlich ist. Der Meteorologe Roberto Galleano erklärt: “Diese kleinen Unterschiede müssen ausgemerzt werden, deswegen nehmen wir diese Messungen unter international anerkannten Standardbedingungen vor.”

Diese Werte sind für die Fotovoltaikindustrie lebenswichtig. Kleine Ungenauigkeiten bei den Messungen können in dem Multimilliardendollar-Markt entscheidend für den Erfolg oder Misserfolg einer Firma sein. Deswegen sind bei diesen Forschertreffen auch immer Fotovoltaikhersteller und -zulieferer vor Ort. Francesco Aleo vom Enel Green Power Innovation Lab erklärt: “Durch den Vergleich zwischen den Zellen können wir die Spektralmessungen verbessern, was für die Messungen unserer energieproduzierenden Fotovoltaikmodule, die unter echten Bedingungen draußen stattfinden, sehr wichtig ist.”

Das Solartest-Labor in der Gemeinsamenen Forschungsstelle der EU im italienischen Ispra benutzt Sonnensimulatoren, um günstige Referenzwerkzeuge für die Industrie herzustellen. Durch die gemeinsamen Standards der Referenzzellen, die von den Forschern unter der Sonne kalibriert wurden, können kommerzielle Solarpanels verlässlich getestet und zertifiziert werden. JRC-Forscherin Diana Rembges: “Wir haben die Referenzzellen in unsere Geräte installiert und können so Kalibrierungsmessungen machen. Wir können die Referenzzellen aber auch wieder herausnehmen und an einen Ort wie Catania bringen und wiederum kalibrieren. Denn wenn wir sie zum Beispiel ein Jahr benutzt haben, möchten wir wissen, ob sie immer noch kalibriert sind.”

Der Sonnensimulator im JRC ist einer der größten weltweit. Elf sehr starke Projektoren werfen einen gleißend heißen Strahl künstlichen Sonnenlichts auf ein Solarmodul. Hersteller können das Modul dann benutzen, um sicherzustellen, dass die Eigenschaften ihrer Panels verlässlich sind. JRC-Forscher Ewan Dunlop: “Wir garantieren, dass die Werte von der ersten Messung unter Sonnenlicht, bis zur Übertragung auf weitere Geräte und fertige Panels stimmen, damit die Menschen darauf vertrauen können, dass das, was sie kaufen, ihnen auch das bringt, was sie wollen – nämlich Energie, die sie zum Leben brauchen, um ihre Häuser zu unterhalten, um sich wohlzufühlen.”

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