: Sonnenstromproduktion unter der Lupe
ERNEUERBARE ENERGIEN Solarzellen der dritten Generation könnten den Wirkungsgrad enorm steigern, denn sie nutzen bei hoher direkter Sonneneinstrahlung eine größere Bandbreite des Sonnenlichts
MADRID taz | Von weitem sieht die Installation nahe dem südspanischen Puertollano aus wie eine ganz normale Photovoltaikanlage. Erst wer näher kommt, stellt fest, dass die Nachführsysteme aufwendiger gebaut sind und die Panels statt Siliziumzellen Linsen oder Spiegel haben, um das Licht zu konzentrieren. Es handelt sich um das Institut für Konzentrierte Photovoltaiksysteme (ISFOC), die größte Versuchsinstallation für Konzentrator-Photovoltaik (CPV).
Mit von der Partie sind die deutsche Concentrix Solar, die spanische Isofotón und die US-amerikanische SolFocus. Im Laufe des Jahres sollen vier weitere Firmen – CSLM, ArimaEco, Sol3G und Emcore – eine Chance bekommen, mit den bisherigen Teilnehmern in den Wettbewerb zu treten. „Es ist ein guter Moment, um diese Technik zu fördern“, zeigt sich Direktor Pedro Banda zuversichtlich. Und nichts sei für eine neue Technologie so wichtig, wie vorzeigbare, unabhängige Ergebnisse. Und genau die will das ISFOC am Jahresende liefern.
Das Herzstück der CPV sind Solarzellen der dritten Generation. Sie nutzen bei hoher direkter Sonneneinstrahlung eine größere Bandbreite des Sonnenlichts und erzielen damit eine bessere Ausbeute. Das Fraunhofer-Institut in Deutschland hält mit 41,1 Prozent zurzeit den Rekord in Sachen Wirkungsgrad. Die Effizienz von heute marktüblichen Solarmodulen liegt zwischen 6 Prozent (Dünnschichtmodule auf Siliziumbasis) und 18,5 Prozent (monokristalline Module). Doch die Zellen der dritten Generation, sogenannte „Triple Junction“- Solarzellen aus Gallium-Indium-Phosphid und Gallium-Indium-Arsenid, kosten wesentlich mehr als herkömmliche Photovoltaikzellen. In der 500- bis 1.000-fachen Konzentrierung des Sonnenlichts liegt deshalb die Lösung. Sind bisher 70 Quadratzentimeter Zellen für ein Watt nötig, kommt die neue Generation mit gerade einmal 4 Quadratmillimetern aus.
„Wir haben den Durchbruch erreicht“, erklärt Hansjörg Lerchenmüller, Geschäftsführer der deutschen Concentrix Solar. Das Unternehmen, das 2005 in Freiburg als Spin-off des Fraunhofer-Instituts entstand, hat ein Modul mit einem durchschnittlichen Wirkungsgrad von 27,2 Prozent entwickelt. Um das Sonnenlicht zu konzentrieren, setzt Concentrix auf gläserne Fresnellinsen. „Der technische Durchbruch ist die Voraussetzung für den wirtschaftlichen Durchbruch“, glaubt Lerchenmüller ganz fest. Im September 2008 ging in Freiburg eine vollautomatische Fabrikationsanlage für Module mit einer Gesamtkapazität von 25 Megawatt (MW) pro Jahr in Betrieb. Die Fabrik ist auf 100 MW ausbaubar.
In den nächsten Monaten sollen Demo-Kraftwerke in USA, Israel, Korea und Abu Dhabi gebaut werden. „Außerdem stehen wir in weit fortgeschrittenen Verhandlungen für zwei Kraftwerke auf Sizilien sowie ein sehr großes Kraftwerk in Asien“, sagt Lerchenmüller.
„Durch die Konzentratortechnik können die Kosten der Installationen erheblich gesenkt werden“, erklärt Gabino Almonacid, Professor an der Universität im südspanischen Jaén, die Vorteile des neuen Verfahrens. Er glaubt, dass die CPV bereits 2015 mit Zellen mit einem Wirkungsgrad von bis zu 50 Prozent rechnen kann. „Irgendwann zwischen 2011 und 2019 wird die Grid Parity erreicht“, ist er sich sicher. Wenn die Photovoltaik Strom zum marktüblichen Preis produziert, komme es – so hofft Almonacid – zu einem drastischen Wandel in der Energieproduktion. Er geht davon aus, dass die CPV-Technik bereits 2025 23 Prozent des Weltkonsums an Strom decken könnte.
Das US-amerikanische Unternehmen SolFocus verbaut Hohlspiegel zur Konzentrierung der Sonneneinstrahlung. Das Modul mit einem Wirkungsgrad von 25 Prozent wird ab Juli in einer vollautomatischen Fabrik in Schanghai produziert. Und die Auftragsbücher füllen sich langsam, aber sicher.
„Um Kredite zu bekommen, verlangen die Banken genau solche langfristigen Ergebnisse“, weiß Manuel Cabrerizo von der spanischen Niederlassung der WestLB. Er empfiehlt den Unternehmen der CPV-Branche, neben den Probeanlagen beim ISFOC künftig auch in konventionellen Solarparks kleinere CPV-Anlagen zu integrieren. „Dort kann die Technik zwei, drei Jahre geprüft werden.“ REINER WANDLER