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Das Brennglas als Vorbild

Konzentrator-PV: Vom Labor in die industrielle Fertigung
Das Brennglas als Vorbild

Erste Kraftwerksinstallation der Concentrix Solar in Spanien Bild: Concentrix Solar
Während Mitteleuropäer beim Solarstrom auf Silizium- oder Dünnschichtmodule setzen müssen, stößt in Südeuropa die Konzentrierende Photovoltaik auf besonderes Interesse – mit bedeutend höheren Wirkungsgraden.

Projektentwickler errichten in Deutschland immer größere Photovoltaikparks. Für Freilandanlagen nutzen sie Standard-Siliziummodule oder Module auf Dünnschichtbasis. Auch in Südeuropa wächst der Photovoltaikmarkt rasant – dort ist eine andere Technik besonders interessant: Konzentrierende Photovoltaik. Bis 1000-fach bündelt sie das Sonnenlicht und braucht weniger des teuren Solarzellenmaterials. Außerdem können durch spezielle Mehrfachsolarzellen höhere Wirkungsgrade erzielt werden – und diese steigen sogar noch unter der konzentrierten Bestrahlung. Im sonnigen Süden werden Konzentratorzellen Solarstrom bald günstiger als herkömmliche Siliziumzellen produzieren. Die Technik bündelt Sonnenstrahlen mit Spiegeln oder Linsen auf winzig kleine Solarzellen. Konzentratorsysteme benötigen direkte Sonneneinstrahlung und müssen dem Sonnenlicht nachgeführt werden.

Die Konzentratortechnik hat in den vergangenen Jahren große Fortschritte gemacht und steht vor dem Sprung vom Labor in die industrielle Fertigung. Für den Übergang in die Massenfertigung müssen die Prozesse noch vereinfacht und automatisiert werden. Vorteilhaft ist, dass dabei auf Erfahrungen und Techniken aus der Mikroelektronik zurückgegriffen werden kann – etwa bei der Fertigung von Leuchtdioden. Derzeit befinden sich weltweit mehrere Fertigungslinien im Aufbau. Studien lassen eine rasante Kostendegression für die Konzentratortechnik erwarten.
Die Concentrix Solar GmbH, eine Ausgründung vom Fraunhofer ISE, nutzt diese Technik kommerziell und baut derzeit in Freiburg eine 25-MW-Produktionslinie auf. Sie wird ab Herbst den Betrieb aufnehmen. Das Unternehmen setzt III-V Solarzellen und Fresnel-Linsen ein und hat eigenen Angaben zufolge Systemwirkungsgrade von 23 % erreicht – das ist um mehr als 40 % besser als sehr gute Standard-Siliziummodule. In Spanien errichtet die Firma in der Provinz Castilla-La Mancha das erste Konzentratorkraftwerk. Weitere Firmen auf dem aufstrebenden Markt sind etwa Amonix aus den USA oder Solar Systems aus Australien.
Dr. Frank Dimroth Leiter der Gruppe „III-V-Solarzellen und Epitaxie“ am Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE in Freiburg
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