Je direkter die Sonneneinstrahlung auf die Solarzelle, desto höher der Wirkungsgrad, desto mehr Strom produziert sie. Foto: Thinkstock
Revolution bei Solarzellen: Wirkungsgrad erheblich gesteigert
0Gute Meldungen für all jene, die sich für Solarzellen auf dem Dach interessieren, genauer: Photovoltaik. Denn Forschern des Berliner Helmholtz-Zentrums, HZB, konnten nun unter realistischen Bedingungen den Wirkungsgrad einer Solarzelle auf über 20 Prozent steigern. Dies bedeute eine bis zu 30 Prozent höhere Strommenge. Rentabel trotz Kürzung bei Einspeisevergütung?
Die leistungsfähigere Solarzelle entstand in einem vom Bundesministerium für UZmwelt geförderten Projekt und einer Zusammenarbeit des HZB mit dem Hamelner Institut für Solarenergieforschung, kurz ISE. Die neue Solarzelle mit höherem Wirkungsgrad entstand aus der Zusammenführung zweier heute bereits gängiger Techniken. Die «rückkontaktierte Heteroübergang-Solarzelle» erzielt einen enormen Sprung beim Wirkungsgrad. Erreichen Solarzellen heute einen Wirkungsgrad von 15 bis 16 Prozent – getestet von unabhängigen Instituten -, so erreicht diese neue Solarzelle einen deutlich höheren Wirkungsgrad von 20,2 Prozent. Es gibt Solarzellen-Hersteller, die bereits höhere Wirkungsgrade angeben, doch dies sei, so bemängeln unabhängige Fachleute, nicht unabhängig getestet worden.
Wird die Stromproduktion mit Solarzellen dadurch günstiger?
«Das Kombinieren beider Konzepte gilt als Möglichkeit, sehr hohe Effizienzen um 25 Prozent zu erreichen. Damit könnte man den Preis pro erzeugtem Watt deutlich senken. Mit dieser Studie sind wir nun einen beachtlichen Schritt vorangekommen. In Zukunft wird es darum gehen, die Effizienz weiter zu erhöhen und einen möglichst einfachen Herstellungsprozess zu entwickeln», so HZB-Institutsleiter Bernd Rech. Die Effizienzsteigerung der Solarzelle und die Vereinfachung des Herstellungsprozesses könnten damit die Anschaffungskosten reduzieren und die Amortisationszeit einer Photovoltaik-Anlage wesentlich reduzieren. Warum die Preise für Photovoltaik-Anlagen außerdem bald sinken könnten, lesen Sie hier.
Solarzellen und die Schwachpunkte
Der Wirkungsgrad einer Solarzelle, sprich Photovoltaik-Anlage hängt viel vom Standort ab. Je direkter die Sonneneinstrahlung auf die Solarzelle, desto höher der Wirkungsgrad, desto mehr Strom produziert sie. Wird die Solarzelle aber durch Pollen, Blätter, Staub oder Vogelkot verschmutzt, kann schnell der Wirkungsgrad um sechs bis acht Prozent sinken.
Daher gilt: Wirkungsgrad hin oder her, eine regelmäßige Kontrolle der Photovoltaik-Anlage und eine Reinigung der Solarzellen trägt viel zur Ertragsmenge bei. Hersteller von Solarzellen raten dazu, die Photovoltaik-Anlage mindestens einmal pro Jahr sorgfältig vom Fachmann kontrollieren zu lassen und gegebenenfalls zu reinigen. Der Aufwand macht sich bezahlt. Erwiesen ist auch, dass die Solarzellen einer Photovoltaik-Anlage nach der Laufzeit von 20 Jahren bis zu zehn Prozent weniger Leistung erzielen, verglichen mit dem anfänglichen Wirkungsgrad. Die Steigerung des Wirkungsgrades einer Solarzelle würde diesen technisch bedingten Leistungsabfall zumindest ausgleichen.
Was bei Planung und Bau einer Photovoltaik-Anlage zu berücksichtigen ist, und wie schnell sich diese auch heute bei sinkenden Einspeisevergütungen amortisieren kann, lesen Sie im Artikel: Planung und Bau einer Photovoltaik-Anlage.
Gewusst?
Die Wahl des richtigen Wechselrichters hat Einfluss auf den Wirkungsgrad der Solarzellen. Im ungünstigsten Fall könne durch einen leistungsschwächeren Wechselrichter der Energieertrag der gleichen Solarzelle um mehrere Prozent sinken.
Bereits seit 1958 sind Solarzellen die gängigen Energieversorger der Satelliten im Weltall.
Der Wirkungsgrad liegt dort bei bereits 25 Prozent. Der Grund: Es gibt dort keine den Wirkungsgrad der Sonneneinstrahlung reduzierende Atmosphäre. Neuerdings wird daher über Solarzellen und Stromproduktion im Weltall ernsthaft nachgedacht.
Quellen: Feelgreen/HZB/Wikipedia
Foto: Jürgen Rösemeier