Kann das funktionieren? Solarzellen, die auch aus Regen Energie gewinnen

Ein Solarpanel, das Strom aus Regentropfen erzeugen kann, soll verhindern, dass die Stromgewinnung einbricht, wenn die Sonne nicht scheint. Zwar scheint der praktische Einsatz noch einige Jahre entfernt, trotzdem bereits ein erster Blick.

Solarstromanlagen sind weltweit im Aufwind, da die Kosten in den letzten zehn Jahren um 90% gesunken sind und PV-Strom damit der billigste Strom in vielen Teilen der Welt ist. Die Leistung hängt jedoch stark von den Witterungsbedingungen ab. Doch Forscher arbeiten daran, mehr und mehr Strom aus Panels zu generieren.

Regentropfen sollen statische Aufladung erzeugen

An der Universität Soochow in China wurde nun demonstriert, wie zwei transparente Polymerschichten, die auf eine Solarzelle aufgetragen wurden, durch Reibung fallender Regentropfen eine statische Aufladung erzeugen.

„Mit den aufgetragenen Schichten sind unsere Module in der Lage, bei jedem Tageswetter Strom zu erzeugen“, erklärt Baoquan Sun von der Universität Soochow. „Selbst wenn es mitten in der Nacht regnet, wird Strom geliefert.“

Bereits kürzlich haben andere Forscher ähnliche Anwendungsfälle für Solarmodule entwickelt, die als „triboelektrische Nanogeneratoren“ (Tengs) bekannt sind. Das neue Design ist jedoch wesentlich einfacher und effizienter, da einer der Polymerschichten als Elektrode sowohl für die Teng als auch für die Solarzelle dient.

„Unser einzigartiges Design sorgt für deutliche Gewichtseinsparungen“, sagt Sun, dessen Arbeit in der Zeitschrift ACS Nano veröffentlich wurde. „Wir wollen in Zukunft auch erörtern, wie man unsere Lösung in mobile und flexible Gegenstände wie etwa Kleidung integrieren kann. Die Effizienz der Ausgangsleistung muss jedoch vor der praktischen Anwendung weiter verbessert werden.“

Sun geht davon aus, dass sich das Feld schnell entwickelt und erwartet, in drei bis fünf Jahren ein Prototyp-Produkt produzieren zu können. In ähnlichen Forschungs-Versuchen in China haben Wissenschaftler Tengs auf Solarzellen genutzt, um geringe Mengen Energie aus Wind zu erzeugen – eine Idee, die auch mit der aktuellen Forschung von Sun’s Team kombiniert werden könnte.

Skepsis an der Effizienz der Technologie

„Die Idee ist interessant – ein Hybridgerät, das kinetische Energie aus Wasser gewinnt, ohne die Leistung der Solarzelle in sonnigen Zeiten zu zerstören“, resümiert Varun Sivaram vom Council on Foreign Relation in den USA und zudem Autor eines neuen Buches über Solarenergie.

Dennoch zeigt sich Varun skeptisch. Die Leistung, die das Gerät aus fallendem Regen erzeugt, müsse deutlich erhöht werden, um einen merklichen Leistungsunterschied im Vergleich zu einem regulären Solarmodul zu erzeugen. „Es ist noch nicht so wirklich abzuschätzen, ob wir hier von einer bahnbrechenden Technologie sprechen können – ich vermute eher nicht.“

Prof. Keith Barnham vom Imperial College London sagte, dass das Hybridgerät mit seiner doppelt genutzten Schicht einen wichtigen Vorteil habe, um es kompakter und effizienter zu machen. Aber er fügte auch an: „Windkraft ist eindeutig die effektivste und komplementäre Energiequelle zur PV – und sie funktioniert auch bei Regen.“

Viele aktuelle Forschungen rund um PV

An vielen wissenschaftlichen Einrichtungen rund um den Globus wird intensiv an neuen Methoden und Einsatzmöglichkeiten der Photovoltaik geforscht. Weitere Innovationen im Solarpanel-Design sind die Verwendung des Minerals Perowskit als flexibles und effizientes Material, die Verwendung sogenannter „Quantenpunkte“ und die Erforschung der künstlichen Photosynthese, die Sonnenlicht zu Herstellung von flüssigen und gasförmigen Brennstoffen nutzt.

Welche der neuen Ideen sich langfristig durchsetzen werden ist nur schwerlich abzuschätzen. Entscheiden wird bei allen Technologien die Frage nach der Effizienz sein, die für die Photovoltaik selbst schon einer der wichtigsten Bausteine auf dem Weg zum Erfolg war.

Quelle: The Guardian
Titelbild: Sealstep/Shutterstock