Solartechnik Posts

Photovoltaik: Interview mit Erik Olsson von Sol Voltaics

Im heutigen Milk the Sun-Interview, spricht Erik Olsson, Vorsitzender der schwedischen Firma Sol Voltaics über die Herausforderungen und Möglichkeiten des PV-Material Marktes und stellt die von Sol Voltaics entwickelte Solink® vor, eine Technologie mit der die Effizienz von PV-Panels erhöht werden kann.

Photovoltaiktechnologie: Durchbruch bei der Forschung an organischen Solarzellen und künstlicher Photosynthese

Wissenschaftlern gelangen zwei technische Durchbrüche in der Photovoltaiktechnick. Forschern des Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie (HZB) und der TU Delft gelang es effizient gewonnene Solarenergie chemisch in Form von Wasserstoff zu speichern. Wissenschaftler der Martin-Luther Universität Halle-Wittenberg und der Universität Bayreuth gelang es Polymere soweit zu beeinfluss, dass sie selbstständig kleinst-elektronische Aktivität aufwiesen.

Wissenschaftlern gelang es gewonnene Sonnenenergie in Form von Wasserstoff chemisch zu speichern. iStockphoto.com©Richard Schmidt-Zuper (5)

Zwei große technische Probleme werden von Kritikern der Photovoltaiktechnik immer wieder aufgeführt. Zum einen sei die Speicherung der gewonnenen Energie zu schwierig und zum anderen seien Einsatz und Herstellungskosten oft zu unflexibel und unrentabel. In beiden Bereichen veröffentlichten Forschern in den letzten Tagen die großen Fortschritte ihrer Arbeit.

Forscher der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg und der Universität Bayreuth haben erstmals die Struktur langkettiger Moleküle, sogenannter Polymere, derart beeinflussen können, dass sie von selbst kleinste elektronische Aktivität produzieren. Dies stellt einen wichtigen Schritt in der organischen Photovoltaik dar.

Die entwickelten Strukturen seien auf lange Zeit stabil. Die Forscher stellten ein Halbleitermaterial aus Blockcopolymeren her. In der sogenannten Mikrophasenseparation werden die mikroskopische Strukturen selbständig von dem Polymer herausgebildet. Das Blockcopolymer ist aus einem Donorblock und einem Aktzeptorblock aufgebaut. Diese daraus entstehende Nanostruktur ist entscheidend für die Ladungstrennung und kann damit für die Photovoltaiktechnologie nutzbar gemacht werden.

Die gängige Photovoltaiktechnik arbeitet mit anorganischen Materialien wie zum Beispiel Silizium. Die Materialien der organischen Photovoltaik hingegen, sind aus organischem Material aufgebaut, eben jenen langkettigen Molekülen. Den Vorteil sehen die Forscher in der Entwicklung von Fertigungsmaterialien, die explizit an die Bedürfnisse der Photovoltaik angepasst werden und optimal auf die Anforderungen der Solartechnik eingingen. Die Herstellungskosten würden signifikant gesenkt und der Einsatz von PV-Technik wesentlich flexibler. Allerdings ist der Weg zur Anwendung der künstlich hergestellten organischen Materialien noch lang. Derzeit erreichen organische Solarzellen unter Laborbedingungen lediglich einen Wirkungsgrad von rund 10 Prozent. Eine durchschnittliche anorganische Solarzelle erreicht derzeit einen Wirkungsgrad von rund 18 Prozent.

Doch nicht nur bei der organischen Photovoltaik wurden Durchbrüche erzielt. Auch auf dem Gebiet der künstlichen Photosynthese gelang Wissenschaftlern kürzlich eine beachtenswerte Leistung. Unter Verwendung einer durchschnittlichen Solarzelle und einer einfachen Photo-Anode war es Forschern aus dem Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie (HZB) und der TU Delft möglich, gewonnene Solarenergie in Form von Wasserstoff zu speichern.

Die verwendete Solarzelle ist deutlich einfacher aufgebaut als die bisher verwandten Hochleistungszellen. Die Forscher sprühten die Photo-Anode aus dem Metalloxid Wismut-Vanadat, das mit zusätzlichen Wolframatomen versetzt wurde, auf die Silizium-Dünnschicht-Solarzelle und trugen zusätzlich einen Kobalt-Phosphat Katalysator auf. Dieses preisgünstige System spaltet Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff und ermöglicht so die chemische Speicherung der durch die Solarzelle gewonnenen Sonnenenergie in Form von Wasserstoff. Dieser kann wiederum direkt als Brennstoff genutzt oder in Methan umgewandelt werden. Zusätzlich besteht die Möglichkeit der Nutzung zur Stromerzeugung in einer Brennstoffzelle. Daneben eröffnen sich Möglichkeiten der längerfristigen Speicherung der gewonnen Sonnenenergie, was insbesondere nachts oder an bewölkten Tagen vorteilhaft ist.

Die Forscher der HZB und TU Delft sind selber von dem Ergebnis überrascht. Prof. Dr. Roel van de Krol, Leiter des HZB-Instituts für Solare Brennstoffe sagte: „Wir verstehen noch nicht sehr gut, warum gerade Wismut-Vanadat so besonders gut funktioniert. Wir haben aber festgestellt, dass mehr als 80 Prozent der eingefangenen Photonen auch genutzt werden, das ist wirklich ein Rekord für ein Metalloxid und war auch physikalisch unerwartet.“ Nun käme es darauf an, die Prozesse hinter dem Ergebnis besser zu verstehen und das System auf Quadratmetergröße zu skalieren. Nur wenn dies gelänge, könnten relevanten Mengen Wasserstoffs erzeugt werden, die das System auch für die Massenfertigung interessant machen würde.

Quellen: SolarServer, CO2-Handel.de

Solarzellen könnten schon bald superdünn und extreme leicht sein

Zusammenfassung: Ein Team von Wissenschaftlern am MIT hat kürzlich herausgefunden, wie mit einem bestimmten 2D Material extrem dünne und leichte Solarzellen hergestellt werden können. Durch die Aufschichtung der Atommoleküle zu dicken Lagen, kann die Effektivität der Zellen immens gesteigert werden und würde sogar die weltweit größte Energiemenge im Verhältnis zum Eigengewicht erzeugen (mit Ausnahme von in Reaktoren verwendetem Uran). Dieser Artikel ist auf Englisch hier verfügbar.

Die Autorallye der Zukunft: Der Grands Prix der Solarautos

Autorennen haben eine lange Tradition. Das erste Solarauto wurde 1958 gebaut, das erste Rennen zwischen mit Solarenergie betriebenen Automobilen fand 1985 statt. In Texas findet dieser Tage der Formula Sun Grand Prix auf dem Circuit of the Americas statt. Wo normalerweise Formel 1 Teams um viel Geld und Ruhm konkurrieren, treten für drei Tage futuristisch anmutende Solarautos gegeneinander an. Ansonsten ist auf der Rennstrecke vieles gleich.

Seit 1985 finden regeläßig Rallyes statt, die von Solarautos bestritten werden. iStockphoto.com©Fernando Alonso Herrero

1958 erfand der jüdische Emigrant Eric Lidow in den USA das erste durch Solarenergie betriebene Auto. Lidow, ein Diplomant der Uni Berlin und ein Fachmann auf dem Gebiet der Photovoltaik, baute eine Photovoltaikplatte mit 10 640 Solarzellen und 200W Leistung auf einen Baker 1912, ein altes Elektroauto.

Es bleibt zu spekulieren, ob sich Lidow damals vorstellen konnte, dass irgendwann einmal mit Solarenergie betriebene Autos Rennen fahren würden. 1985 war es dann endlich so weit, die erste Rallye. Seitdem erfreut sich der Sport mit den Solarautos einer stabilen Beliebtheit. So findet seit 1990 beispielsweise die „American Solar Challenge“ statt, eine Rallye quer durch die Bundesstaaten der USA und Kanadas.

Ein anders Beispiel ist der der Formula Sun Grand Prix, der derzeit seinen Austragungsort in Texas findet. Auf der dortigen offiziellen Formel1-Strecke, dem „Circuit of the Americas“ treten die Fahrer gegeneinander an. Es sind hauptsächlich Studententeams aus Themenverwandten Fachrichtungen die teilnehmen. Gastgeber ist die University of Texas at Austin Solar Vehicle Team (UTSTV). Die Ansprüche an Team und Vehikel sind nur marginal geringer als bei einem Formel1-Rennen. Auch beim Formula Sun Grand Prix kommt es auf fahrerisches Können, Technik und Schnelligkeit auf und neben der Strecke an.

Der Platz auf den Solarautos ist knapp bemessen. Es ist lediglich Platz für Solarmodule von 1 200 – 1 300 Watt Leistung, von denen letztlich lediglich 800 Watt genutzt werden können. Damit können die Autos Geschwindigkeiten von bis zu 50 km/h erreichen. Eine aufladbare Batterie ermöglicht eine Beschleunigung und zeigt sich insbesondere in den bewölkten Stunden als hilfreich. Die Batterie darf während des Rennens lediglich durch die PV-Module aufgeladen werden. Die Autos selber besitzen drei Räder und sind aerodynamisch geschnitten. Allerdings hat nur eine Person in ihnen Platz. Ihr geringes Gewicht erreichen sie nicht zuletzt durch ein kleveres Management bei der Verwendung von Kabeln und Baumaterialien.

Das Interesse für Solarautomobile reißt nicht ab. Erst kürzlich, im Jahr 2011, vollendete das Vehikel SolarWorld GT, gebaut von Bonner Studenten, seine Reise um die Welt. Es ist das erste durch Solarenergie betriebene Auto, das die 29 000 km erfolgreich zurücklegte. Das mit 823 Watt betriebene Automobil schaffte die Strecke in 414 Tagen.

 

Quelle: clean energy project, emopraxis

Solarenergie in Afrika: Solarstrom für Handys dank Photovoltaik-Ladestation

Das Berliner Start-Up Mobisol bietet Solarmodule als Ladestationen für Handys an. Die Zielgruppe befindet sich in Afrika; Möglichkeiten zum Aufladen von Handys sind in der Bevölkerung sehr willkommen, insbesondere dank des schlechten Zugangs zum öffentlichen Stromnetz.

Der Zugang zu Steckdosen in Entwicklungsländern ist oftmals schwierig Mobisol will da Abhilfe schaffen.

Wahrscheinlich kennt es mittlerweile jeder durchschnittliche Mitteleuropäer zur Genüge: der ewige Fluch es leeren Handyakkus. Damit verbunden sind zwei Sachverhalte: Zum einen die ewige Beschwerde darüber, dass das neue Smartphone ganz großartig sei, man es allerdings andauernd aufladen müsse. Zum anderen die Notwendigkeit, sich, zumindest wenn die Abendstunden näher rücken, in der Nähe einer Steckdose aufzuhalten.

Das klingt alles nach first-world problems, möchte man meinen, ist es aber nur zum Teil. Zumindest der ständige Zugang zu einer Möglichkeit sein Handy aufzuladen scheint ein Problem zu sein, dass eine globale Bedeutung hat. Ein Beispiel: In Afrika sind Mobiltelephone weit verbreitet und sind ein wichtiger Knotenpunkt des Alltags und des Geschäftslebens geworden. Eine Studie des kenianischen Mobilfunkanbieters Safaricom hat zum Beispiel ergeben, dass 95% der Bevölkerung Kenias einen Zugang zum Mobilfunknetz besitzen. Doch so umfangreich der Handybesitz ausfallen mag, so gering sind die Chancen, dass man sein Handy auch regelmäßig ohne Probleme aufladen kann. Der Zugang zum öffentlichen Stromnetz ist bei dem Großteil der afrikanischen Bevölkerung zumeist kaum bis mangelhaft vorhanden. Dies ist laut einer Studie der Weltbank unter anderem auch dem Fakt geschuldet, das 70% der Bevölkerung Afrikas noch immer auf dem Land zu Hause ist, wo die Stromversorgung schwerer ist als in den Städten.

Das Berliner Start-Up Mobisol hat sich zum Ziel gesetzt, das Bedürfnis nach Steckdosen zur Handyaufladung zu befriedigen und bietet mit Solarenergie betriebene Steckdosen an. Preiswert und vor allem für jene Konsumenten aus Entwicklungsländern erschwinglich sind die Geräte. Im Wesentlichen können diese Solarmodule für den Heimgebrauch als Ladestation für das Handy oder als Stromlieferant für eine Lampe fungieren. Firmengründer und Ingenieur für erneuerbare Energien Thomas Gottschalk bekam die Idee für dieses Geschäftsmodell während seiner 18 monatigen Reise um die Welt in einem mit  Solarenergie betriebenen Auto. Und das Geschäft, mit den durch die Sonne betrieben Steckdosen, scheint für Mobisol auf zu gehen. Immerhin hat das Unternehmen mittlerweile 680 Kunden in Tansania, Kenia und Ghana. Bis Ende 2013 sollen bis zu 3000 Geräte im Einsatz sein. Es ist gut zu wissen, dass endlich jeder überall sein Handy laden kann.

 

Quelle: Technology Review

 

Forscher benutzen DNA um Nanoantennen zu kreieren, die Solar Energie auffangen

Zusammenfassung: Forscher der Chalmers Universität für Technologie haben einen Weg gefunden Sonnenlicht zu sammeln, indem sie, unter zur Hilfenahme von DNA, Antennen kreierten. Die Verbindungen innerhalb einer Pflanzen, die Licht aufnehmen und verarbeiten können, sind extrem feingliedrig und störanfällig für Eingriffe durch den Menschen. Die Verwendung von DNA-Molekülen erlaubt den Forschern jedoch ein dynamischeren und selbstaufbauenden Rahmen zu entwerfen mit dem es möglich wird, die Vorgänge in einer Pflanze nachzustellen. Dieser Artikel ist auf Englisch hier verfügbar.

MS Planet Solar: Ein Solarkatamaran auf dem Weg über den Atlantik

Der solarbetriebene Katamaran MS Tûranor PlanetSolar befindet sich auf einer Mission zur Erforschung des Golfstroms. Im Vordergrund steht die Erforschung von Aerosolen, Phytoplankton und ihr Zusammenhang mit der globalen Erwärmung. Bereits am Montag lief der Katamaran im Hafen von New York City ein. Die Mission soll noch bis August dauern.

Die Mission der Wissenschaftler konzentriert sich auf die Erforschung von Aerosolen, Phytoplasma und den Einfluss der globalen Erwärmung.iStockphoto.com©Gyula Gyukli

Am Montag lief der mit Solarenergie betriebene MS Tûranor PlanetSolar im Hafen von New York City ein. Der katamaran befindet sich auf einer Mission im Namen des Umweltschutzes. Sie fährt zusammen mit ihrer vierköpfigen Crew den Golfstrom entlang. Mit an Bord sind verschiedene Wissenschaftler der Genfer Universität, die sich neue Erkenntnisse und eine besseres Verständnis um die Meeresheizung Europas erhoffen.

Die „Deepwater Expedition“ läuft unter der Schirmherrschaft von Professor Martin Beniston, Leiter des Instituts für Umweltwissenschaften an der Universität Genf. Vorrangiges Ziel ist die Messung von Aerosolen. Das sind Kleinstteilchen, die von der Erdoberfläche aufsteigen. Ihr Verhalten ist bisher noch zu weiten Teilen unverständlich. Wissenschaftler gehen jedoch davon aus, dass zwischen der Hälfte bis zu zwei Drittel der weltweiten Aerosole vom Meer aufsteigen. Ihr Einfluss auf das Weltklima wird unterschiedlich eingeschätzt. Die Forscher aus Genf und ihre Kollegen vom Goddard Institut der NASA, die die Forscher mit Equipment und ihrem Know-How unterstützen, erhoffen sich von der Mission auf der PlanetSolar einen enormen Wissenszuwachs. Insbesondere da bisher solcherlei Messungen noch nie von Bord eines Gefährts gemacht werden konnten, das keine Verschmutzungen ausstößt und somit die Messungen nicht verfälscht.

Insbesondere die Kollegen der NASA sind an der Erforschung von Phytoplankton interessiert. Das sind Kleinstlebewesen, die als Teil der Aerosole über Ozeanen vorkommen. Die Forscher des Goddard Instituts beschäftigen sich schon lange mit diesen Mikroorganismen, deren Geburt sich, normalerweise in der Luft schwebend, vollzieht. Das Verhältnis des Phytoplanktons zur globalen Erwärmung soll untersucht und ergründet werden, inwieweit sie durch die klimatischen Veränderungen beeinflusst werden.

Die PlanetSolar ist mit ihren 35 Metern und 90 Tonnen Gewicht das bisher größte mit Solarenergie betriebene Schiff. 516m² ihres Decks sind mit Photovoltaikplatten bedeckt. Zusätzlich verfügt der Katamaran über ausfahrbare Sonnensegel. Derart ausgerüstet erreicht die PlanetSolar durchschnittliche 5 Knoten. Im Mai 2012 stellte das Schiff einen Rekord auf, indem es als das erste mit Solarenergie betriebene maritime Vehikel den Globus umrundete. Für die fast 60.000 km Strecke brauchte die PlanetSolar 584 Tage. Ihre aktuelle Mission begann das Schweizer Schiff in Frankreich, setzte von dort nach Miami über und wird bis zum Ende der Mission im August noch Boston, Island und Norwegen ansteuern. Zwar ist der direkte Einfluss des Solarkatamarans noch überschaubar, doch zeigt er, was mittlerweile mit Benutzung der Solartechnik möglich ist.

 

Quelle: theenergycollective, The Economic Times, Huffington Post

 

Kurs und Mission des Solarenergie Flugzeugs

Zusammenfassung: Das durch Solarenergie betriebene Flugzeug, Solar Impulse, befindet sich auf seinem zweiten Zwischenstopp während seines Fluges quer über Amerika. Es hat sowohl die Aufmerksamkeit als auch die Befürwortung durch das US Department of Energy erlangt. Dessen CEO Borschberg will ein Bewusstsein für erneuerbare Energien für die mit ihnen kreierten Innovationen, die unsere Lebensweise verändern können, schaffen. Dieser Artikel ist auf Englisch hier verfügbar.

 

Keine Info mehr verpassen!

Hat Ihnen unser Artikel gefallen? Dann melden Sie sich für unseren Newsletter an und verpassen Sie keine Info mehr.

Daten werden vertraulich behandelt.