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Solarstrom zum halben Preis
Ein neuer Mechanismus zur Fokussierung von Licht auf kleine Flächen von Photovoltaikmaterial könnte in den nächsten Jahren in den meisten Märkten Solarstrom in privaten und gewerblichen Anwendungen billiger machen als Strom aus dem Netz. Erste Systeme, die zum halben Preis herkömmlicher Solarmodule hergestellt werden können, sollen noch in diesem Jahr ausgeliefert werden, sagt Brad Hines, CTO und Gründer von Soliante Energie , ein Startup mit Sitz in Pasadena, CA, das die neuen Module entwickelt hat.
Günstiger Solarstrom: Dieser Solarkonzentrator verwendet Spiegel und Linsen, um das Licht zu fokussieren, wodurch die Menge an benötigtem Halbleitermaterial und die Kosten reduziert werden. Das rechteckige Modul wird mit der gleichen Hardware wie herkömmliche flache Solarmodule montiert.
Die Konzentration des Sonnenlichts mit Spiegeln oder Linsen auf eine kleine Fläche senkt die Kosten für Solarstrom teilweise, indem es den Bedarf an teurem Photovoltaikmaterial reduziert. Aber während konzentrierte Photovoltaik-Solarsysteme für große, bodengebundene Solarparks für Versorgungsunternehmen attraktiv sind, lassen sich konventionelle Designs nur schwer auf Dächern montieren, wo die meisten Privat- und Gewerbekunden Platz für Sonnenkollektoren haben. Die Systeme sind in der Regel groß und schwer und auf Pfosten montiert, damit sie sich der Sonne nachführen können, was sie anfälliger für Windböen macht als gewöhnliche flache Solarmodule.
Soliant hat einen Solarkonzentrator entwickelt, der den ganzen Tag der Sonne folgt, aber leichter und nicht an einem Mast montiert ist. Das System passt in einen rechteckigen Rahmen und wird mit der gleichen Hardware wie bei herkömmlichen Flachsolarmodulen auf dem Dach montiert. Dennoch werden die Geräte voraussichtlich halb so viel kosten wie ein herkömmliches Solarpanel, sagt Hines. Ein Design der zweiten Generation, das das Licht stärker konzentriert und eine bessere Photovoltaik nutzt, könnte ein Viertel so viel kosten. Er sagt, dass bis 2010 ein fortschrittlicheres Design fertig sein sollte.
Das Soliant-Design kombiniert Linsen und Spiegel zu einem kompakteren System. Jedes Modul besteht aus Reihen von Aluminiumtrögen, die jeweils etwa die Breite und Tiefe einer Rinne haben. Diese Tröge sind in einem rechteckigen Rahmen montiert und können sich gleichzeitig von einer Seite zur anderen neigen, um der Sonne zu folgen. Jeder Trog ist oben mit einem klaren Acryldeckel verschlossen. In jedem Trog verläuft ein Streifen aus Silizium-Photovoltaikmaterial entlang des Bodens. Wenn Licht einfällt, wird ein Teil davon an der Innenfläche der Wanne reflektiert und erreicht den Siliziumstreifen. Der Rest des einfallenden Lichts wird durch eine in den Acryldeckel integrierte Linse auf den Streifen fokussiert.
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Als Solar-Konzentrationssystem hat diese Konstruktion einige Nachteile. Da die Tröge dicht beieinander montiert sind, beschatten sie sich zeitweise gegenseitig und verringern so die Gesamtstromproduktion. Sie können auch nur von einer Seite zur anderen verfolgen, was es ihnen unmöglich macht, genau dem Sonnenbogen über den Himmel zu folgen. Dieses zweite Problem wird in der Konstruktion der zweiten Generation angegangen, bei der jeder Trog in Abschnitte unterteilt wird, von denen jeder von einer Seite zur anderen und auch nach oben und unten schwenken kann.
Aber die einfache Installation könnte Solarinstallateure davon überzeugen, die Technologie zu verwenden, sagt Craig Cornelius, der Technologiemanager für das Solarenergietechnologieprogramm des Department of Energy (DOE). DOE hat kürzlich eine Finanzierung von 168 Millionen US-Dollar für 13 Solarprojekte angekündigt, von denen Soliant bis zu 4 Millionen US-Dollar erhält. Cornelius sagt, dass die geringeren Installationskosten dazu beitragen werden, die Gesamtkosten des Solarstroms aus den Modulen zu senken.
Cornelius geht davon aus, dass sich einige Kunden, beispielsweise mit viel Dachfläche, für billigere Dünnschicht-Solarmodule entscheiden werden, die in einigen Fällen als Schindeln dienen können, aber weniger effizient sind als herkömmliche Solarmodule. Aber für diejenigen, die mehr Leistung für den verfügbaren Platz benötigen, ist der Ansatz von Soliant laut Cornelius möglicherweise die beste Option. Seine Module produzieren so viel Strom wie herkömmliche Flachbildschirme, sind aber kostengünstiger und verbrauchen 88 Prozent weniger Silizium. Noch besser wäre das System der nächsten Generation des Unternehmens, das dreimal so viel Strom pro Fläche produzieren würde.
Um die Panels zu testen, arbeitet Soliant mit DOE und Sonne Edison , einem etablierten Installateur und Betreiber von Solaranlagen mit Sitz in Beltsville, MD. Die Entwicklung des Systems der zweiten Generation wird noch schwieriger, da das Licht auf eine kleinere Fläche fokussiert wird, was eine bessere Nachführung der Sonne erfordert. Soliant wird auch mit arbeiten Emanuel Sachs , Professor für Maschinenbau am MIT, um die Herstellungstechniken und das System zur Ausrichtung der Konzentratoren zu verbessern.
In gewisser Weise ist das Interessante an [Soliants] Ansatz, [dass] die technischen Probleme, die sie lösen müssen, relativ banal sind, sagt Cornelius. Dies ist eines der Projekte, auf die ich mich in unserem gesamten Portfolio am meisten freue.