Solarbranche: immer leistungsstärker, effizienter, innovativer

Solarbranche immer leistungsstaerker

Alexandre Edmund Becquerel konnte nicht wissen, welche Entwicklung er begründen würde, als er 1839 entdeckte, dass Sonnenstrahlung Strom erzeugen kann. 1893 wurde die erste photovoltaische Zelle zur Stromgewinnung gebaut. 119 Jahre später – 2012 – beträgt die globale Stromproduktionskapazität aus Photovoltaik 100 Gigawatt. Dieser Bereich der erneuerbaren Energien ist einer der leistungsstärksten und bietet auch für die künftige Energieversorgung noch enorm große Ertrags-Potenziale.

Effizienzgewinn durch Know-how

Die kommerzielle Entwicklung von Solarmodulen setzte in den Achtzigerjahren des 20. Jahrhunderts ein und wurde stetig ausgebaut. Einfache Module hatten anfangs noch einen relativ niedrigen Wirkungsgrad (der Prozentsatz der zu Strom umgewandelten Sonneneinstrahlung) von fünf Prozent. Die kontinuierliche Optimierung brachte deutliche Effizienzgewinne. Heute erreichen monokristalline Siliziummodule einen Wirkungsgrad von 18 Prozent. Die Stromausbeute ließ sich auch bei Modulen anderer Bauart verbessern: So stieg die Leistung bei Solarzellen aus polykristallinem Silizium zwischen 2003 und 2010 um 23,1 Prozent, bei kupferbasierten Dünnschichtzellen um 23 Prozent und bei Zellen aus Cadmium-Tellurid um 22,2 Prozent (Deutsche Gesellschaft für Sonnenenergie, Stand Juni 2010). Zellen, die nicht auf Silizium basieren, sind allerdings deutlich teurer.

Auch aufwendigere Konstruktionen verbessern den Stromertrag. Bei einer neu entwickelten dreischichtigen Stapelsolarzelle fokussiert eine Linse das Sonnenlicht und erreicht beim Wirkungsgrad den Rekord von 44,4 Prozent. In der Praxis werden massengefertigte Zellen mit Wirkungsgraden von 22 bis 23 Prozent bald Standard sein (http://www.faz.net/aktuell/wissen/physik-chemie/photovoltaik-alles-nur-eine-frage-des-wirkungsgrades-12111098.html).

Die technische Bandbreite bei Solarzellen ist groß. Wissenschaftler arbeiten an Festkörper-Farbstoffsolarzellen, flexiblen Solarzellen-Folien oder transparenten Modulen, die beispielsweise auf Gebäudeoberflächen und Fenstern angebracht werden können. Hier sind noch weitere effiziente und vielfältig anwendbare Innovationen zu erwarten.

Große Anlagen, hohe Erträge

Doch Solarenergie umfasst weit mehr als den photovoltaischen Massenmarkt und die allenthalben sichtbaren Kollektoren auf Dächern oder Freiflächen. Weltweit sind immer größere Anlagen in Betrieb oder Bau: Der von der ThomasLloyd Group in Kanada entwickelte und 2011 fertiggestellte Starwood Sault Ste. Marie Solar Park hat eine Kapazität von 69 Megawatt und gehörte damals zu den weltgrößten Anlagen. Doch größere Anlagen folgten schnell, denn nirgends ist die Entwicklung dynamischer als im Bereich der erneuerbaren Energien: Nach seiner Erweiterung, die 2014 abgeschlossen sein soll, wird das Agua Caliente Solar Project in Arizona 397 Megawatt Stromerzeugungskapazität haben, die California Valley Solar Ranch 250, der indische Charanka Solar Park 221 und der chinesische Huanghe Golmud Solar Park 200 Megawatt.

Im Bereich der Solartherme – hier wird die Hitze der Sonnenstrahlen gebündelt, hoch konzentriert und zur Wärmeerzeugung genutzt – entstehen größere und effizientere Solarkraftwerke. So leistet das Ende 2010 fertiggestellte Solarturm-Kraftwerk von Gemasolar in der spanischen Provinz Sevilla nicht nur 19,9 Megawatt, sondern hält die auf bis zu 565 Grad konzentrierte Sonnenhitze bis zu 15 Stunden lang in einem Flüssigsalzspeicher bereit. Die Energie kann also auch dann abgerufen werden, wenn die Sonne untergegangen ist (Quelle: www.solarserver.de ).

Eines steht außer Frage: Auch in einem scheinbar so gut entwickelten Bereich wie der Solarenergie gibt es immer wieder neue Potenziale und Innovationen, die zu höherer Stromausbeute führen können.