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Bessere Solarenergie für große Gebäude
Solyndra , ein Startup mit Sitz in Fremont, Kalifornien, hat einen neuartigen Solarmodul entwickelt, der billiger zu installieren ist und mehr Strom produziert als herkömmliche Module.
Solarröhren: Zylindrische Solarzellen, die zu Solarpanels in Reihen angeordnet werden können, eignen sich besonders zur Stromerzeugung auf Gewerbegebäuden.
Im Gegensatz zu herkömmlichen Solarmodulen, die aus flachen Solarzellen bestehen, bestehen die neuen Module aus Reihen zylindrischer Solarzellen aus einer dünnen Schicht aus Halbleitermaterial. Das Material besteht aus Kupfer, Indium, Gallium und Selen. Um die Zellen herzustellen, scheidet das Unternehmen das Halbleitermaterial auf einem Glasröhrchen ab. Das wird dann in einem anderen Glasrohr mit elektrischen Verbindungen eingekapselt, die denen von Leuchtstofflampen ähneln. Durch die neue Form kann das System im Tagesverlauf mehr Licht absorbieren als herkömmliche Solarmodule und somit mehr Strom erzeugen. Darüber hinaus bieten Arrays dieser Röhren weniger Windwiderstand als herkömmliche flache Solarmodule, was die Montage auf Dächern einfacher und kostengünstiger macht, so das Unternehmen.
Chris Gronet, CEO von Solyndra, sagt, dass diese Vorteile letztendlich die Kosten für die Erzeugung von Solarstrom senken, obwohl er nicht sagen wird, um wie viel. Das Unternehmen hat 600 Millionen US-Dollar an Risikokapital aufgebracht und hat Bestellungen für Solarmodule im Wert von 1,2 Milliarden US-Dollar, die es über Installateure ausschließlich für gewerbliche Dächer verkauft. Das Unternehmen hat Anfang des Jahres mit der Auslieferung seiner Produkte begonnen und fährt nun die Produktion in seiner Fabrik hoch, die schließlich jedes Jahr genügend Sonnenkollektoren produzieren wird, um 110 Megawatt Strom zu erzeugen. Demnächst will das Unternehmen mit dem Bau einer Fabrik mit einer Kapazität von 420 Megawatt beginnen.
Solyndra ist eines von mehreren Unternehmen, die kürzlich Hunderte Millionen Dollar für die Entwicklung von Dünnschichtsolarzellen erhalten haben. Miguel Contreras, leitender Wissenschaftler an der Nationales Labor für erneuerbare Energien , in Golden, CO, das die von Solyndra verwendete Halbleiterabscheidungsmethode entwickelt hat, stellt fest, dass mehrere andere Unternehmen Solarzellen auf der Grundlage von Dünnschichten unter Verwendung derselben Halbleiterkombination entwickelt haben; Diese dünnen Schichten ermöglichen eine Reihe neuer Formen für Solarzellen, einschließlich flexibler Solarzellen und Solardachmaterialien. Dünnschichten bieten viel mehr Flexibilität als bei [herkömmlichen Silizium]-Wafer-Technologien, sagt Contreras.
Das zylindrische Solarzellendesign hat eine Reihe von Vorteilen für die Erzeugung von Solarstrom auf den Flachdächern von Großmärkten, Lagerhallen und anderen Gewerbegebäuden. Gewöhnliche Flachkollektoren können den Wind auffangen, daher müssen sie verschraubt oder mit Ballast beschwert werden. Die Paneele von Solyndra bestehen aus Reihen zylindrischer Rohre mit Zwischenräumen, die den Wind durchlassen, die Windlasten verringern und es unnötig machen, die Paneele zu verschrauben oder zu beschweren, selbst bei Windgeschwindigkeiten von bis zu 130 Meilen pro Stunde, sagt das Unternehmen.
Solarstäbe: Eine Nahaufnahme der zylindrischen Solarzellen von Solyndra.
Das zylindrische Design ermöglicht es den Solarmodulen auch, mehr Licht zu absorbieren. Sonnenkollektoren funktionieren am besten, wenn das Licht direkt auf sie trifft, beispielsweise wenn die Sonne direkt über ihnen steht. Um mehr Strom aus Sonnenkollektoren zu gewinnen, werden sie oft auf Nachführsystemen montiert, die jedes Panel den ganzen Tag auf die Sonne richten. Aber diese Nachführsysteme funktionieren nicht bei starkem Wind, erhöhen die Kosten und nehmen Platz ein, der von anderen Solarmodulen belegt werden könnte. Die zylindrischen Solarzellen bieten eine weitere Möglichkeit, die Leistung eines Solarmoduls zu erhöhen. Zu jedem Zeitpunkt des Tages ist ein Teil der gekrümmten Oberfläche mehr oder weniger direkt der Sonne zugewandt und absorbiert daher einen großen Teil dieses Lichts.
Der Kompromiss besteht natürlich darin, dass die andere Seite des Zylinders schattiert ist. Bei stark reflektierenden weißen Dächern ist dies jedoch weniger problematisch. Licht geht durch die gleichen Räume zwischen den Zylindern, die den Wind durchströmen lassen. Es wird vom Dach reflektiert und von der Schattenseite der Solarzellen absorbiert. Auch die anderen Oberflächen der Solarzelle absorbieren etwas diffuses Licht vom Himmel.
Dies summiert sich zu einer höheren Energieproduktion im Laufe eines Jahres als bei einer herkömmlichen Anlage, so das Unternehmen. In Kombination mit geringen Installationskosten senkt dies die Kosten für Solarstrom deutlich. Gronet sagt, dass das Unternehmen innerhalb weniger Jahre Solaranlagen produzieren will, die konkurrenzfähig zu den durchschnittlichen Stromkosten in den USA (ca. 10 Cent pro Kilowattstunde) Strom erzeugen, indem die Produktion optimiert und die Produktionsmengen erhöht werden.
Das Unternehmen plant jedoch nicht, aus dem kommerziellen Dachgeschäft zu expandieren, wo sein spezielles Design einen Vorteil hat. Andere Solarpanel-Technologien können sich für andere Anwendungen als kostengünstiger erweisen, z. B. für Wohnanlagen und Großprojekte für Versorgungsunternehmen.