Nachhaltige Industrie: Hybrider Solarkonverter erreicht Wirkungsgrad von 85 %

Die Nachfrage nach Solarenergie boomt – und das trotz Corona-Pandemie. Ingenieure haben nun einen Durchbruch erzielt und einen neuartigen hybriden Solarkonverter mit hohem Wirkungsgrad entwickelt.

Ob Stuttgarter Flughafen, Freistaat Bayern oder Neubauten: Immer mehr Unternehmen, Institutionen und Privatleute setzen auf Photovoltaik-Anlagen und die Kraft der Sonne. Dieser Halbjahresausblick verdeutlicht den größten Sprung seit 15 Jahren.

Die Technik dahinter konnte über die Jahre reifen. Einer Gruppe von Ingenieuren ist es nun gelungen, einen neuen Solarenergiekonverter zu entwickeln. Mithilfe von Sonnenenergie kann sowohl Strom als auch Dampf erzeugt werden.

Die Forscher kommen von der Tulane University, der University of San Diego, der San Diego State University sowie dem Boeing-Spectrolab und Otherlab. Der neuartige Solarkonverter weist einen Wirkungsgrad von 85 % auf. Das weckt das Interesse der Industrie, denn das Gerät soll kostengünstig bleiben.

Photovoltaik: Energie der Sonne nutzen

Die Kraft der Sonne wird in den meisten Fällen für Photovoltaik-Anlagen genutzt. Die Solarzellen generieren Strom aus Sonnenlicht. Die neueste Entwicklung der Forscher kann dabei 85 % der Sonnenenergie in Wärme umwandeln. Ein wahrer Durchbruch auf dem Markt.

Solarenergie kann in fast allen Bereichen eingesetzt werden, sodass sie sich innerhalb des Stromnetzes aber auch bei einfachen Beleuchtungssystemen widerfindet. Solarkonzentratoren nutzen aber nicht das Licht, sondern die Wärme der Sonne. Mit dieser Wärme können Flüssigkeiten wie Wasser erhitzt werden, Strom wird erzeugt.

Bayern will Solarenergie stark ausbauen

Von der Wärme der Sonne zeigt sich auch Markus Söder (CSU), Ministerpräsident von Bayern, begeistert. Ziel ist, dass in Zukunft jedes neu erstellte Gebäude mit einer Photovoltaik-Anlage ausgestattet wird. Entsprechende Pläne hat Söder gegenüber dem Bayerischen Rundfunk bestätigt.

Ab 2021 soll die Regelung bereits für gewerbliche Bauten gelten. Ab 2022 könnte sie auch bei privaten Hausbauten greifen. Für Deutschlands „Sonnenland Nummer 1“ sicher keine schlechte Idee.

“Wir wollen die Solarenergie fördern, weil wir mehr Sonne haben als andere und weniger Wind. Wir werden großflächige Anlagen draußen erlauben – 200, früher waren es 30. Wir wollen auf Gewerbedächern es im nächsten Jahr beginnen und auch für Neubauten anregen, dass ab dem Jahr 2022 dann jeder eine Solaranlage auf dem Dach haben muss, der ein neues Haus baut“, so Ministerpräsident Markus Söder.

Hybridgeräte galten bislang als wenig effektiv

Bislang galten Hybridgeräte innerhalb der Solartechnik als wenig effektiv. Doch die Forschungsergebnisse aus Tulane beweisen das Gegenteil. Entweder litt die Effizienz des Geräts oder die Kosten waren zu hoch. Die internationale Forschergruppe kombinierte nun hochwertige Technik mit ansehnlicher Optik.

Das vergleichsweise kleine Gerät erinnert an eine Satellitenschüssel. Ein gespiegelter Tellerteil fokussiert die einfallenden Sonnenstrahlen auf den Konverter in der Mitte der Konstruktion. Zudem sind Mehrfachsolarzellen installiert. Ultraviolettes Licht wird so aufgefangen und in Strom umgewandelt. Im Inneren wird Infrarotlicht an einen Wärmeempfänger umgeleitet. Dieser Bereich ist von Wasser umgeben und steht unter Druck. Nimmt das Wasser die Wärme auf, wird es in Dampf umgewandelt. Das Ergebnis ist beeindruckend: 85 % der Sonnenenergie kann in Strom umgewandelt werden. Die hohe Effizienz ergibt sich, weil der Dampf eine Temperatur von bis zu 248° C erreicht.

Von dieser Entwicklung kann die Industrie in hohem Maße profitieren. Zum Beispiel kann der heiße Dampf in Produktionsanlagen genutzt werden, um Trocknen und Aushärten zu beschleunigen. Die Kosten belaufen sich auf drei Cent pro Kilowattstunde. Doch bis die Industrie das Solar-Gerät nutzen kann, dauert es noch etwas, denn die Forscher tüfteln noch an der Verbesserung. Fakt ist aber: Schon jetzt haben die Ingenieure eine kostengünstige und umweltschonende Alternative geschaffen.

Solaranlage mit dem Internet verbinden

Solarenergie goes online: Eine Photovoltaik-Anlage generiert Daten und diese werden auf ein Display übertragen. Ein Online-Zugang ist also notwendig. Ist die Anlage direkt am Haus installiert, kann der heimische Internet-Zugang genutzt werden. Die meisten Systeme lassen sich an einen Router anschließen. Ist die Solaranlage an einer Scheune auf einem Feld angebracht, kann es schwieriger werden. Hier ist in der Regel kein Internet-Zugang. Daher setzen viele Anbieter auf ein spezielles System. Daten werden dann per Mobilfunk-Netz übertragen. Nutzer müssen dann einen Mobilfunk-Vertrag abschließen. Die zusätzlichen Kosten sollten miteinkalkuliert werden. Anwender sollten auf einen günstigen Datentarif und einen guten Empfang achten. Für private Anlagen reicht eine Internet-Flat von 100 MB Volumen aus.

Marketing-Potenziale von Photovoltaik

Ob Fridays for Future, Dieselskandal oder Klimawandel: Erneuerbare Energien sind so wichtig wie noch nie. Das birgt auch Marketing-Potenziale. Nachhaltige Kampagnen, mehr Verantwortung gegenüber der Umwelt und ressourcenschonender Einsatz befassen alle Unternehmen. Ob digitales Marketing oder Offline-Kampagnen: Die Botschaften hinter der Solarenergie kann und sollte gut transportiert werden. Im Netz wird verstärkt nach Recycling-Themen, Nachhaltigkeit und Möglichkeiten von Erneuerbaren Energien gesucht – wer hier auffindbar sein will, sollte sich Unterstützung von Suchmaschinen-Experten nehmen.