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Einfaches Silizium schlechter Qualität wird zu extrem hochwertigen Silizium

Forschern der Universität Neusüdwales haben einen Durchbruch bei der Effizienzsteigerung von Siliziumzellen mit einer geringeren Silizium Qualität erzielt, die die Effizienz von Solarzellen steigern und Kosten reduzieren soll. Dieser Artikel ist auf Englisch hier verfügbar.

Der Aufstieg des Photovoltaik Energiespeicher in UK

Nach einer vor kurzem veröffentlichten Studie des IHS steigt die Anwendung von Photovoltaik -Energiespeichersysteme im Vereinigten Königreich an. Dieser Artikel ist auf Englisch hier verfügbar.

 

Die Solarenergie ist endlich Nettoenergieerzeuger

Niemand spricht es aus, doch irgendwas schien immer etwas dran zu sein, am unausgesprochenen Paradoxon, dass die Produktion von Solarmodulen zur CO2-freien Stromgewinnung mehr Energie benötigt, als sie letztendlich einbringt. Doch, so jedenfalls besagt es eine Studie der Standford University, endlich ist der Zeitpunkt gekommen, zu dem die Menge der installierten Solarmodule mehr saubere Energie produziert hat, als nötig war, um sie herzustellen.

Die Purifizierung von Silizium erfordert hohe Energiekosten

Die Studie verglich die Gesamtproduktion von Sonnenenergie aus Solarenergie-Quellen aller Größen und Arten mit den Energiekosten, die sowohl für die Produktion als auch für die Instandhaltung der Systeme ist. Michael Dale, der seit seiner Promotion für Stanford’s Global Climate Energy Project (GCEP) arbeitet, schätzt, dass die Welt bis 2015, aber spätestens 2020 den Verbrauch durch Produktion übersteigen wird. Vor gerade einmal fünf Jahren überstieg der Energiebedarf die Eigenproduktion der Module noch um 75 Prozent. Doch die stetig verbesserte Effizienz in Produktionsverfahren lies den Energiebedarf drastisch sinken.

Der Prozess zur Modulherstellung kann enorm energieintensiv sein. Schätzungsweise 90 Prozent der Solarmodule auf dem Markt sind silizium-basiert. Um Silizium zu gewinnen, muss Gestein mit Siliziumdioxid bei über 1500°C geschmolzen werden, was oft über kohlebefeuerten Kraftwerken geschieht. Danach muss das pure Silizium noch einmal geschmolzen werden, damit es kristalline Strukturen mit 99,99-prozentiger Reinheit annimmt. Dennoch wurden Produktionstechnologien weiterentwickelt, der Herstellungsprozess für Solarzellen wird immer effizienter. Dünner Silizium-Wafer und weniger veredelte Rohmaterialien werden mittlerweile benutzt, die Menge an teuren Materialien, die während der Herstellung verloren gehen ist auch zurück gegangen. Die Benutzung andere Elemente wie Kupfer, Zink, Zinn und Kohlenstoff für Dünnschichtmodule kann auch weiter verbessert werden. Die benötigte Energie zur Produktion von Solarmodulen jedenfalls wird höchstwahrscheinlich weiter sinken.

Dennoch liegt das Hauptaugenmerk der Solarindustrie derzeit eher auf der Reduzierung von finanziellen Kosten als der Energiekosten, doch es gibt diverse Möglichketen, um Energiekosten zu reduzieren. Mehr Solaranlagen in sonnenreicheren Regionen zu bauen wäre natürlich die einfache und offensichtliche. Senkung des Materialbedarfs oder das Benutzen von Modulen mit geringeren Energie-Herstellungskosten als Siliziumzellen wären weitere Optionen. Andere Zellen, basierend auf Cadmiumtellurid oder CIGS (ein Material aus Kupfer, Indium, Gallium, Schwefel und Selen), könnten auch benutzt werden. Zusammen mit Silizium machen diese Zellen über 99 Prozent des aktuellen Marktes aus. Insgesamt sagt Dale jedenfalls nicht nur sinkende Energiekosten für die Herstellung sondern auch länger haltbare Module mit erhöhtem Wirkungsgrad voraus. Die Nettoenergieerzeugung sollte bei aktuellen und zukünftigen nachhaltigen Technologien jedenfalls eine übergeordnete Rolle spielen.

Einen Videobeitrag der Stanford University zu diesem Thema können Sie hier anschauen:

Quellen: Phys.org; Environmental Science and Technology

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