Adaptives Material könnte die Kosten für Solarenergie halbieren

Ein Material mit optischen Eigenschaften, die sich ändern, um mehr einfallendes Sonnenlicht einzufangen, könnte die Kosten für Solarstrom halbieren, so Glint Photonics , ein Startup, das kürzlich von der Advanced Research Projects Agency for Energy (ARPA-E) finanziert wurde.

Sonnentracker: Kleine Linsen fokussieren das Sonnenlicht auf ein adaptives Material, das hilft, die Bewegung der Sonne zu verfolgen.

Das adaptive Material von Glint reduziert die Kosten eines Nachführsystems, das in einigen Arten von Solarenergie verwendet wird, erheblich. Es ändert sein Reflexionsvermögen als Reaktion auf Wärme von konzentriertem Sonnenlicht, sodass es möglich ist, Licht, das den ganzen Tag über in verschiedenen Winkeln einfällt, einzufangen.

Bekanntermaßen ermöglicht die Fokussierung des Sonnenlichts den Einsatz kleinerer, günstigerer Solarzellen. Meistens geschieht dies jedoch mit Linsen oder Spiegeln, die genau mit dem Fortschreiten der Sonne am Himmel bewegt werden müssen, damit konzentriertes Sonnenlicht auf die Zellen fokussiert bleibt. Die dafür erforderliche Ausrüstung und die große Menge an Stahl und Beton, die benötigt wird, um die Apparatur stabil zu halten, machen den Ansatz teuer.

Der Lichtkonzentrator von Glint besteht aus zwei Teilen. Die erste ist eine Reihe dünner, kostengünstiger Linsen, die das Sonnenlicht bündeln. Die zweite ist eine Glasscheibe, die dazu dient, das Licht stärker zu bündeln – bis zu 500 Mal –, da das über seine Oberfläche gesammelte Licht an seinen Rändern konzentriert wird.

Die Glasscheibe ist auf der Vorder- und Rückseite mit reflektierenden Materialien bedeckt, die das Licht im Glas einfangen. Auf einer dieser Seiten befindet sich die neue adaptive Substanz von Glint. Wenn ein Strahl konzentrierten Lichts von der Linsenanordnung auf das Material trifft, erwärmt es einen Teil davon, wodurch dieser Teil nicht mehr reflektiert, was wiederum Licht in die Glasscheibe eindringen lässt. Das Material bleibt überall reflektierend und hilft, dieses Licht im Glas einzufangen – und das Licht prallt herum, bis es die dünne Kante des Glases erreicht, wo eine kleine Solarzelle montiert ist, um Strom zu erzeugen.

Im Laufe des Tages bewegt sich der Lichtstrahl der Linsen und das Material passt sich an, sodass immer nur dort Licht einfällt, wo der Lichtstrahl fällt, und die Notwendigkeit verringert wird, das Gerät direkt auf die Sonne gerichtet zu halten.

Glints CEO Peter Kozodoy sagt, dass Solarstrom aus seinen Geräten vier Cent pro Kilowattstunde kosten könnte, verglichen mit acht Cent pro Kilowattstunde für die besten herkömmlichen Solarmodule. In diesem Monat erhielt das Unternehmen die ersten Raten eines Zuschusses in Höhe von 2,2 Millionen US-Dollar von ARPA-E. Die ARPA-E-Finanzierung wird es dem Unternehmen ermöglichen, von Prototypen mit einem Durchmesser von nur 2,5 Zentimetern zu 30-Zentimeter-Modulen zu skalieren, die fast groß genug für den kommerziellen Betrieb sind.

Howard Branz , ein Programmdirektor bei ARPA-E, sagt, dass die größte verbleibende Herausforderung darin besteht, die Menge an Sonnenlicht zu erhöhen, die zu den Solarzellen gelangt, etwas, das gegenüber dem Proof-of-Concept-Gerät verbessert werden muss, in dem ein Teil des Lichts vorhanden ist auf dem Weg zu den Solarzellen absorbiert oder reflektiert.

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