- Solarzelle - ©Fraunhofer ISE
Die Gewinnung von Energie aus Sonne, Wind, Wasser und/oder aus Biomasse wird in neuerer Zeit Erzeugung von Erneuerbarer Energie genannt. Sie hat vor der mit fossiler Energie, die durch Kohle und Erdöl erzielt wird, den Vorteil, dass sie langfristiger zur Verfügung steht, Ressourcen geschont werden und sie einfacher zu fördern ist. Kritiker befürchten, dass sich aus der Gewinnung von Kraftstoffen aus Biomasse, eine Nahrungsmittelknappheit entwickelt und die Kosten des alternativen Stroms höher werden könnten, als aus Atomstrom. Damit zum Beispiel Strom aus Sonnenlicht preisgünstiger produziert werden kann, arbeitet das Fraunhofer-Institut ISE intensiv an der Steigerung der Effizienz von Solarzellen. Auf der „SiliconPV“ wurden im April 2011 in Freiburg die schon in der Industrie erprobten Verfahren Siebdruck und Rückseitenkontaktierung vorgestellt. Mit ihnen wird eine erhöhte Ausbeute und Effizienz der Solarzellen erreicht.
So wirtschaftlich sind die neuen Verfahren
Professor Jürgen Schmid, Institutsleiter und Federführer des Fachausschusses für Windenergie und Energiesystemtechnik IWES des Fraunhofer Institutes, ist davon überzeugt, dass mit dem richtigen Energiemix, dem Einsatz von intelligenten Netzen und neuen Speichertechnologien ein Ausstieg aus der Atomenergie und eine Vollversorgung mit Strom zu vertretbaren Kosten möglich ist. „Es ist ersichtlich“, so Schmid, „dass zunächst für die Transformation des Energiesystems erhöhte Investitionskosten anfallen.“ Langfristig gesehen würden Kosten eingespart. Er besänftigt die aufgewühlten Gemüter, die eine unsichere Stromversorgung befürchten. Für die Funktion im Strombereich, die langfristig gewährleistet sein müsse, sei ein ausgewogener Mix aus Wind- und Solarenergie wichtig. Damit der so gewonnene Strom preisgünstig produziert, transportiert und verteilt werde, müssten die Produktion des Stroms, sein Transport und die Verteilung optimal aufeinander abgestimmt werden. Mit dem Handy kann der Verbraucher, wenn gewünscht, den Stromverbrauch seiner Anlage redzieren.
Worauf gründen sich dieser Überlegungen?
Die Grundlage der diesbezüglichen Forschungen ist die Studie: "Vision für ein 100 Prozent erneuerbares Energiesystem", des ForschungsVerbundes Erneuerbare Energie, FVEE. In dieser wird erläutert, wie sich bis zum Jahr 2050 eine zuverlässige, kostengünstige und robuste Energieversorgung in Deutschland erreichen lässt. In der Studie wird der zukünftige Energiebedarf für die Nutzungsbereiche Strom, Wärme und Kraftstoff ermittelt. Es werden die Funktionsweise des nachhaltigen Energiesystems erläutert und die dafür notwendigen Technik und die Eingliederungsprozesse beschrieben.
Schlüsselelemente der Energieeffizienz: Intelligente Netze und andere Speicherung
Die an der Studie beteiligten Wissenschaftler merkten, dass, wenn der Gesamtenergiebedarf durch Maßnahmen zur Energieeffizienz gedrosselt wurde, die Leistung der Erneuerbaren Energie im Mix höher als de Energiebedarf ist. Die neuen Speichertechnologien gewährleisten dabei jederzeit, so die Wissenschaftler, eine Vollversorgung mit Strom. Unabdingbar für die sichere Funktion sei, dass die Einspeisung von Strom aus Wind, Sonne und Wasser und der Abruf der Energie über „smart grids“, das sind intelligente Stromnetze, geregelt wird. Es ist auch möglich, Überkapazitäten des Stroms in chemischen Energieträgern zu speichern und bei Bedarf ins Netz zurückzuspeisen.
Warum ist das neue Silicium-Solarzellenkonzept effizienter?
Eine Steigerung der Energieeffizienz für Strom aus dem Licht der Sonne kann bei den Solarzellen durch die Verwendung des Siebdruckverfahrens in den Solarzellen, die eine neue Zellarchitektur erhielten, und einer Kontaktierung auf der Rückseite erreicht werden. Den Wissenschaftlern des Photovoltaik Technologie Evaluationscenter PV-TEC des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE gelang es, mit diesen Verfahren den Wirkungsgrad für rückseitenkontaktierte Silicium-Solarzellen um zwanzig Prozent zu steigern. Der Projektleiter Dr.-Ing. Daniel Biro freut sich zum fünfjährigen Jubiläum eine steil nach oben zeigende der Silicium-Photovoltaik-Kurve präsentieren zu können. Um das Ergebnis zu erreichen, wurden in den MWT-PERC Solarzellen zwei die Effizienz steigernde Ansätze, MWT und PERC vereint. MWT steht für Metal Wrap Through, eine Verlagerung des Vorderseitenkontaktes der Solarzelle auf die Rückseite. Die Effizienz nimmt zu, weil der Lichteinfall höher ist. Mit PERC, Passivated Emitter and Rear Cell, werden die optimierte Verspiegelung der Solarzellenrückseite und die Passivierung der Oberfläche bezeichnet. Bei diesem Verfahren erhält der siebgedruckte Aluminium-Rückseitenkontakt eine lokale Laserlegierung.
Wichtige Faktoren, die die Wirkung positiv beeinflussen
Damit in Solarzellen der hohe Wirkungsgrad noch gesteigert werden kann, muss eine optimale Sonneneinstrahlung zum Beispiel durch MWT gewährleistet sein. Auch der Einsatz von hochwertigem Floatzone-Siliciummaterial wirkt sich auf die Stromproduktion günstig aus. Robert Woehl, Doktorand am Fraunhofer ISE, sieht beim Einsatz einlegierten Aluminiumemitter der BC-BJ Solarzellen eine weitere Möglichkeit, mehr Strom zu erbeuten..
Deutschland schult chinesische Fachkräfte
Das Fraunhofer Institut IWES, bildet ab April 2011, in einem viermonatigen Kurs in Kassel, neunzehn chinesische Fach und Führungskräfte der Windenergiebranche zum Manager für Windenergieprojekte aus.
Im Artikel: Urin, die Energie der Zukunft wird auf die Wirksamkeit von Zusatzstoffen zu Treibstoffen, auf Urinbasis ,hingewiesen.
Quelle:Fraunhofer Institut
Gerlinde Ahrend - Ich bin Journalistin, Online-Redakteurin und Autorin, mit eigenem Journalistenbüro In der Vorbereitung meiner Ausbildung zur ...
