Höhere Wirkungsgrade für mehr Effizienz

Die technologische Entwicklung der Photovoltaik schreitet weiter voran. Damit wird auch der gewonnene Strom preiswerter und eröffnet neue Perspektiven für die Energieversorgung von morgen. Besonders vielversprechend für die Steigerung der Effizienz von Solarstromanlagen ist die Erhöhung des Wirkungsgrads der Solarmodule. So ist es Forschern des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE in Freiburg erst im Februar gelungen, mit einem Wirkungsgrad von 19,3 % einen neuen Rekordwert für einfach herzustellende großflächige Siliziumsolarzellen aufzustellen, die schon bald den Markt erreichen könnten. Wir erinnern uns: 1989 lag der Wirkungsgrad bei 14,5 %.

Zur Erhöhung des Wirkungsgrads geht die Forschung unterschiedliche Wege. So können sowohl die Wahl des optimalen Silizium-Materials, als auch neue Produktionsverfahren und -technologien zur Optimierung beitragen. Dazu gehört beispielsweise auch die Verbesserung des sogenannten Emitters, der die elektrischen Ladungsträger sammelt. Diesen Weg sind auch die ISI-Forscher gegangen und haben einen Aluminium-dotierten Emitter für ihr Rekord-Modul entwickelt. Aber auch der Einsatz von Nanotechnologie oder neuen Laserbearbeitungsmethoden, beispielsweise für eine optimierte Rückseitenstruktur der Solarzellen, ermöglicht neue hoch effiziente Systeme.

Den Neuerungen in der Produktionstechnik von Photovoltaikzellen und -modulen widmet die Messe die Halle A5. Gemeinsam mit der Semi PV Group, dem auf Photovoltaik spezialisierten internationalen Verband der Anlagen- und Materialhersteller, präsentieren sich allein hier 200 Produktionstechnikspezialisten. Aber nicht nur die Technologien selbst stehen im Fokus, sondern auch Anwendungen und Systemlösungen, beispielsweise in der Erschließung neuer Flächen, wie beispielsweise überdachte Werkhallen, Lagerplätze oder Carports. Solar-Carports sind dabei auch deshalb eine interessante Alternative, weil sie auch als Aufladestation für Elektrofahrzeuge dienen könnte. Die Sonderschau dazu, die PV Energy World in Halle B5, Stand 130 stellt den Energiemix der Zukunft in Deutschland dar. In vier Themenclustern „Smart Grid“, „Smart Building and E-Mobility“, „Smart PV Cities“ sowie „Smart PV Technology & Economy“ wird gezeigt, wie in Zukunft ein hoher Anteil von Sonnenstrom am deutschen Stromverbrauch realisiert werden kann.

Ein großes Potenzial für die Solarwärmetechnik liegt in größeren Gebäudeobjekten wie Betrieben und größeren Wohnanlagen. Der Staat fördert hier mit Zuschüssen und zinsgünstigen Darlehen Besitzer können die Anschaffungskosten zehn Jahre lang anteilig von der persönlichen Einkommenssteuer absetzen. Die Technik für große Anlagen ist längst vorhanden. So haben viele Solarthermieanbieter bereits standardisierte Anlagenpakete zur Trinkwassererwärmung oder zur Heizungsunterstützung im Angebot. Zu ihren Lieferprogrammen gehören neben Sonnenkollektoren speziell entwickelte Kombi- und Pufferspeicher. Inzwischen bieten Hersteller sogar Erdspeicher an, die genügend Solarwärme aufnehmen können, ohne Platz im Gebäude wegzunehmen. Die Firmen bieten ihre Systemlösungen sowohl für den Neubau wie zur Nachrüstung an. Mit vormontierten Baugruppen lassen sich die Anlagen einfach und schnell montieren. Bei ihnen sind die einzelnen Komponenten aufeinander abgestimmt. Intelligente Regelungen geben der Sonnenwärme den Vorrang. Ob für Gewerbe und Industrie oder für Nahwärmenetze – Viessmann (Halle B1, Stand 110) hat für jede Anwendung die passende Systemlösung mit Wärmeerzeugern für alle Energieträger und mit Leistungen von 1,5 kW bis 20 MW. Zum Komplettangebot gehören Brennwertkessel für Öl und Gas sowie Blockheizkraftwerke für Erd- und Biogas. Das Angebot an regenerativen Energiesystemen umfasst Solaranlagen, Heizungsunterstützung und Gebäudekühlung, Photovoltaik-Systeme, Spezialheizkessel und Feuerungsanlagen für Scheitholz, Hackschnitzel und Pellets sowie Wärmepumpen. Mit einem neuen Konzept bietet Viessmann seine Blockheizkraftwerke Vitobloc 200 zusammen mit einem Liefervertrag für umweltfreundliches Bio-Erdgas im Paket an.

Aber auch einzelne Komponenten erreichen mehr Effizienz. So zeigt Converteam in Halle B4, Stand 370 eine neue Generation an Photovoltaik (PV)-Wechselrichtern, die mit einer DC-Eingangsspannung von bis zu 1500 V arbeiten. Sie erzielen einen verbesserten Wirkungsgrad im Teillastbetrieb und eine höhere Leistung. Als Resultat lassen sich nach Angaben beträchtliche Kosteneinsparungen in der Infrastruktur von Photovoltaik-Kraftwerken erzielen. Von der Solutronic AG (Halle B4, Stand 370) kommt das in die Solplus Wechselrichter integrierte, intelligente Energiemanagement. Externe Zusatzgeräte zur Erfassung, Auswertung und Steuerung des Eigenverbrauchs sind damit nicht notwendig. Das zweite neue Produkt wurde gemeinsam mit der E3/DC GmbH entwickelt. Es handelt sich um ein für Endkunden wirtschaftliches Hausstromkraftwerk, das Stromerzeugung, Eigenverbrauch und Stromspeicherung in Kleinbetrieben kostengünstig ermöglicht sowie die dezentrale Stromerzeugung und -nutzung deutlich vereinfacht. Das IPM System (Halle C3, Stand 440) ist eine neuartige Steuerungs- und Regelungstechnik zur Steigerung der Effizienz, Transparenz, Flexibilität und Sicherheit von Photovoltaik-Anlagen. Das Intelligent Power Management System lässt sich auch nachträglich in jede PV-Anlage integrieren und führt zu durchschnittlich 15% Ertragssteigerung. Gascad 3D Technologie (Halle B3, Stand 410) präsentiert seine Photovoltaiksoftware Plan 4, mit die komplette Planung einer Solaranlage präsentiert wird. Die All-in-One-Software prüft über Ertragsprognose und Wirtschaftlichkeitsberechnung die Rentabilität und unterstützt den Anwender bei der Modulverlegung, der Wechselrichterauslegung sowie der Gestellberechnung. Dazu gehören Angebot, Stückliste, Anlagenschema, Einreichunterlagen und Montagepläne. Technisches Know-how ist nicht mehr nötig. Schon nach kurzer Einarbeitungszeit gelingt es, Planungen überzeugend zu präsentieren. wm