Fotovoltaik Neue Solarmodule erzeugen auf beiden Seiten Strom

Mit einem einfachen Trick will die Solarindustrie den Ertrag von Fotovoltaikanlagen um bis zu 25 Prozent steigern: Auch die Rückseite der Module fängt Sonnenstrahlen ein.

Solaranlage der Firma Ökostrom-Saar
Next2Sun

Solaranlage der Firma Ökostrom-Saar

Von Ralph Diermann


Skifahrer kennen das nur zu gut: An einem sonnigen Tag nicht richtig eingecremt - und schon glüht abends der Sonnenbrand. Das passiert schnell, weil der Schnee die Solarstrahlung reflektiert. So bekommt die Haut eine deutlich größere Ladung UV-Licht ab als beim winterlichen Sonnenbad auf dem heimischen Balkon.

Diesen Effekt will sich die Solarindustrie jetzt zunutze machen, um den Ertrag von Fotovoltaikmodulen zu steigern. Die üblicherweise verwendeten Module haben nämlich ein Manko: Sie können nur aus den Sonnenstrahlen Strom erzeugen, die von vorne auf sie treffen. Was von der Umgebung auf die Rückseite reflektiert wird, lässt sich nicht verwerten.

Aluminiumkontakt: Dünne Linien statt großer Fläche

Forschungsinstitute und Unternehmen arbeiten daher derzeit an Silizium-Modulen, die auch mit der von hinten einfallenden Sonnenenergie Strom produzieren können. Abhängig von Installationsort und -art sollen diese sogenannten bifazialen Module bis zu 25 Prozent mehr Strom liefern als konventionelle Solarpanels.

Bifaziale Solarzelle
ISFH

Bifaziale Solarzelle

Branchengrößen wie SolarWorld, Trina Solar, Yingli oder LG haben bereits erste Module dieser Art auf den Markt gebracht. Augenfälligster Unterschied zu den Standard-Panels ist, dass die Module auf der Rückseite eine dünne Glasscheibe haben, die vor der Witterung schützt, aber die reflektierte Strahlung hindurch lässt. Bei den konventionellen Modulen ist dort eine intransparente Folie angebracht.

Der zweite Unterschied: Der für den Stromfluss nötige Metallkontakt - typischerweise aus Aluminium - auf der Rückseite der Solarzellen bedeckt nicht wie üblich deren ganze Fläche. "Stattdessen werden dort Leiterbahnen aus Aluminium oder Silber aufgebracht, die gerade einmal etwa hundert Mikrometer dünn sind - wie ein Haar. So können die reflektierten Strahlen praktisch ungehindert auf die Zellen treffen", erläutert Thorsten Dullweber, Abteilungsleiter Fotovoltaik am Institut für Solarenergieforschung Hameln (ISFH).

Kaum teurer als konventionelle Module

Wie hoch der Mehrertrag ausfällt, hängt stark von der Reflektionsfähigkeit des Untergrunds ab. Ein weiterer Faktor ist das Volumen des Raums hinter den Modulen. Flach montiert auf Satteldächern mit dunklen Dachziegeln, bringen bifaziale Module keinen Vorteil. Werden sie jedoch auf Gestelle montiert, die auf hell gestrichenen oder mit weißem Kies ausgelegten Flachdächern stehen, liefern sie laut Dullweber 10 bis 15 Prozent mehr Strom als konventionelle Module.

Solaranlage der Firma Ökostrom-Saar
Next2Sun

Solaranlage der Firma Ökostrom-Saar

Ähnlich groß ist der Gewinn bei Solarparks, die in Wüsten oder in anderen Landschaften mit hohem Sandanteil im Erdboden stehen. Montiert man die Module auf Gestelle, die der Sonne folgen, beträgt der Mehrertrag in solchen Regionen gar rund 25 Prozent. "Das liegt vor allem daran, dass noch mehr Sonnenlicht auf die Modulvorderseite trifft. Aber auch die Modulrückseite kann bei nachgeführten Systemen mehr Strahlung einsammeln", sagt Dullweber.

Dabei sind die Kosten für die zusätzlich produzierten Kilowattstunden gering. Laut Radovan Kopecek vom Solarforschungszentrum ISC in Konstanz, sind bifaziale Module inklusive der sogenannten Aufständerung heute nur vier bis sieben Prozent teurer als Standardsysteme. "Bereits bei zehn bis fünfzehn Prozent Mehrertrag lohnt sich das sehr", sagt der Wissenschaftler.

Solarparks als Kuhweide

Das Konzept der bifazialen Fotovoltaik hat aber auch noch aus einem anderen Grund Charme: Die Module machen es möglich, zwei Mal am Tag Strom zu erzeugen.

Wie das geht, zeigt eine kleine Freiflächenanlage, die das Berliner Start Up Next2Sun als Testballon im saarländischen Losheim errichtet hat. Die Module sind hier nicht wie üblich nach Süden geneigt, sondern senkrecht stehend in Ost-West-Ausrichtung installiert. Die Vorderseite liefert vormittags, die Rückseite nachmittags Strom. Da die Preise an der Strombörse in diesen Zeiten im Sommer meist höher liegen als mittags, kann Next2Sun die Energie teurer verkaufen. "Wir erzielen im Schnitt einen sieben Prozent höheren Preis als der bundesweite Vergleichswert für Solarstrom", sagt Geschäftsführer Heiko Hildebrandt.

Zudem sorgt die Ost-West-Ausrichtung dafür, dass das lokale Netz weniger stark belastet wird. Vor allem in Süddeutschland kommen die Leitungen mancherorts mittags an Kapazitätsgrenzen, wenn dort viele nach Süden ausgerichtete Anlagen Strom einspeisen.

Allerdings benötigt die Anlage mehr Platz als übliche Solarparks - die Modulreihen müssen Abstand halten, damit sie sich nicht gegenseitig verschatten. Hildebrandt sieht darin aber einen Vorteil: "Wegen der weit auseinander stehenden Reihen sowie der senkrechten Montage ist die Fläche nicht verloren. Sie kann ökologische Funktionen übernehmen oder aber landwirtschaftlich genutzt werden." So können solche Solarparks zum Beispiel als Kuhwiese oder als Mähwiese für Futtermittel dienen.

"Für Standorte in Deutschland ist das ein super Konzept", meint ISC-Forscher Kopecek. Next2Sun bereitet derzeit den Bau weiterer Solarparks dieser Art vor. So wird bis zum Sommer im Saarland eine Zwei-Megawatt-Anlage entstehen.

insgesamt 45 Beiträge
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Seite 1
taschenorakel 11.04.2018
1. Lärmschutzwände
Ich sehe diese Bilder und sehe verdammt geniale Lärmschutzwände für Eisenbahn- und Autobahntrassen. Verdammt, wie geil wäre dass denn, wenn diese Wände Strom erzeugten!
darthmax 11.04.2018
2. Interessant
mit gleicher Fläche mehr Strom zu erzeugen ist immer interessant, aber nur wenn der Preis der Module dann auch nur 5 bis 10 % höher liegt, denn letztlich leidet der Output natürlich unter der senkrechten Aufstellung. Dann müssen diese Module natürlich vor der Biologie, d.h. Bewuchs und vor allem Moos geschützt werden, der Aufstellungsort sollte also schon in der Wüste sein, wo die Reflektion auch gross ist. Aber dort weht eben dann der Sand. Eigentlich lustig, dass nun Freilandversuche nicht dort vorgenommen werden, wo es interessant wäre, nämlich in der Wüste sondern im Saarland, wo wahrscheinlich die Förderungsmöglichkeiten höher sind.
Flari 11.04.2018
3.
Zitat von taschenorakelIch sehe diese Bilder und sehe verdammt geniale Lärmschutzwände für Eisenbahn- und Autobahntrassen. Verdammt, wie geil wäre dass denn, wenn diese Wände Strom erzeugten!
Ich glaube nicht, dass die Oberflächenstruktur/Reflexionsverhalten, sowie das Schwingungsverhalten der Module geeignet sind, als echter Lärmschutz zu fungieren. Selbst senkrecht vorgehängte PV-Module mindern die Funktion von Lärmschutzwänden.
augu1941 11.04.2018
4.
wenn der Ertrag von senkrecht aufgestellten Paneelen noch ausreichend ist (auch bei nur einseitiger Nutzung) kommt jetzt hoffentlich nicht mancher Hausbesitzer auf die Idee seine Südfassade mit Solar-Paneelen zu bestücken. Dies würde der Hausansicht sicherlich nicht gut tun.
syracusa 11.04.2018
5.
Zitat von augu1941wenn der Ertrag von senkrecht aufgestellten Paneelen noch ausreichend ist (auch bei nur einseitiger Nutzung) kommt jetzt hoffentlich nicht mancher Hausbesitzer auf die Idee seine Südfassade mit Solar-Paneelen zu bestücken. Dies würde der Hausansicht sicherlich nicht gut tun.
Warum sollte so eine Fassade schlechter aussehen als die heutigen Putzfassaden? Mich würde dabei interessieren, wie hoch der Mehrertrag dieser neuen Module wäre, wenn diese an einer verspiegelten Wand hängen.
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