Innovative niederkonzentrierende PV-Technologie
Um die Stromerzeugungskosten durch Photovoltaik zu reduzieren, war die Solarenergie-Industrie gezwungen, innovative Lösungen für eine große PV-Bereitstellung zu implementieren. Diese sollten im Wesentlichen niedrige Investitionskosten, eine kurze Energieamortisationszeit, eine lange Systemlebensdauer und die Flexibilität des Systems umfassen. Das Konsortium von SOLGAIN (Competitive stationary low concentrating solar module of novel design) wurde gegründet, um wirtschaftliche, ökologische und technologische Hindernisse durch die Entwicklung neuartiger stationärer LCPV-Designs anzugehen. Ziel war ein Preis von 0,67 EUR pro Watt sowie eine optimierte Modulmontage für kommerzielle Anwendungen. Im Vergleich zu hochkonzentrierenden Systemen sind LCPV einfacher und billiger herzustellen und zu warten. Darüber hinaus eignen sie sich besonders für die Gebäudeintegration und bieten so eine wettbewerbsfähige Alternative zu flachen PV-Anlagen. Verbund-Parabolkonzentratoren (Compund Parabolic Concentrators, CPC) und prismenbasierte Konzentratoren sind einige Beispiele für LCPV-Systeme. Die Forscher entwickelten erfolgreich ein LCPV-System mit einem Prisma-gekoppelten CPC mit breitem Akzeptanzwinkel, das die jährliche Energieproduktion maximieren sollte. Durch die Verwendung eines transparenten dielektrischen Nanokomposit-Materials mit hohem Brechungsindex vermieden sie die Notwendigkeit einer mechanischen Nachführung. Schließlich verwendeten die Forscher eine hocheffiziente rückseitige Interdigitalkupferkontakt-Solarzelle, um die Leistung zu optimieren, Beschattungsverluste zu beseitigen und Kosten zu senken. Die Entwicklung dieser innovativen LCPV hat ein hohes Potenzial, den Energiebedarf während der Stoßzeiten zu erfüllen. Dies ist auf ihren breiten Akzeptanzwinkel und ihre Fähigkeit, einen großen Teil der diffusen Sonnenstrahlung zu erfassen, sowie auf die direkten Komponenten zurückzuführen. Das Dünnschicht-PV-Modul reduziert die Menge an aktivem Material. Dies hat einen großen Einfluss auf die Energieamortisationszeit, die auf weniger als ein Jahr geschätzt wird. Die Forscher entwickelten die LCPV-Module in Hinblick auf Flexibilität. Diese Module können herkömmliche Baumaterialien in Teilen der Gebäudehülle ersetzen - vor allem in vertikalen Fassaden. Die Verbesserung der Zellenergieumwandlungseffizienz zusammen mit der gleichzeitigen Verringerung von Installationskosten und der Vermeidung großer Mengen an aktivem Material sollten die Entwicklung kosteneffizienter Module erleichtern. Die Prototypen von SOLGAIN sollten höhere Wirkungsgrade und eine fünffache Reduzierung des aktiven Materials ermöglichen - was beides zu einer hervorragenden Kostenleistung führen würde.
Schlüsselbegriffe
niederkonzentrierende Photovoltaik, Solarenergie, Energieamortisation, SOLGAIN, Gebäudeintegration
