Solar-Konzentrator verspricht billigeren Strom

publiziert: Sonntag, 22. Feb 2009 / 09:18 Uhr / aktualisiert: Sonntag, 22. Feb 2009 / 10:24 Uhr

Toronto - Das Start-up Morgan Solar hat einen neuartigen Solar-Konzentrator entwickelt. Die Technologie ist laut Unternehmen einfach, beständig und preisgünstig. Ein durchsichtiges Stück Acryl bündelt Licht auf eine winzige Solarzelle in der Mitte des Systems.

Das kanadische System setzt auf eine rein geometrische Optik.
Das kanadische System setzt auf eine rein geometrische Optik.
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Spiegel oder andere komplexe optische Systeme, wie sie in anderen Konzentrator-Systemen zum Einsatz kommen, können entfallen, berichtet «Technology Review».

«Das Ganze ist reine geometrische Optik», erklärt Nicolas Morgan, Director of Business Development beim kanadischen Unternehmen. Die Entwicklung soll eine kostengünstige Solarstromgewinnung ermöglichen.

Die Solarzellen sind der teuerste Bestandteil eines Solarenergiesystems. Daher wird immer häufiger an Systemen gearbeitet, die viel Licht auf kleine Zellen bündeln. Häufig kommt eine komplexe Optik zum Einsatz, wie beispielsweise beim Linsen-Konzentrator des kalifornischen Start-ups Sunrgi.

Vollständige interne Reflexion

Bei Morgan dagegen setzt man auf das physikalische Phänomen der vollständigen internen Reflexion, durch das Lichtstrahlen am Rand eines Materials in dieses zurückreflektiert werden statt zu entweichen. Das Stück Acryl ist mit Präzision so geformt, dass Licht beim Eintritt in eine bestimmte Richtung abgelenkt wird und danach nicht mehr entweichen kann.

Auf diese Weise gelangt das Licht in eine sekundäre Glasoptik im Zentrum der Acrylplatte. Die Intensität steigt so auf das 1000-fache der Sonne, ehe das gesammelte Licht in der Mitte der Glasoptik an die Unterseite gelenkt wird. Dort befindet sich eine Solarzelle in der Grösse eines Säuglingsdaumennagels.

Revolutionäre Technik

Morgan konnte mit seinem Ansatz bereits Experten beeindrucken. «Das Design ist wirklich neu und physikalisch sinnvoll, es kann günstig hergestellt werden und hat echte Chancen, die Konzentrator-Technologie zu revolutionieren», sagt Ray LaPierre, ein Experte für hocheffiziente Solarzellen der McMaster University.

Auch Roland Winston, ein Optikexperte an der University of California in Merced ist der Ansicht, dass der Ansatz vielversprechend ist. «Acryl hat sich noch nicht für die langfristige Anwendung insbesondere unter konzentriertem Sonnenlicht bewährt», warnt allerdings Winston.

Noch nicht bewährt

Genau deswegen kommt das zentrale Glaselement zum Einsatz, hält man bei Morgan dagegen. Dadurch bleibe die Lichtkonzentration im Acrylteil des Systems auf die 50-fache Sonnenintensität begrenzt.

Wie die meisten Solarstromsysteme benötigt die Morgan-Technologie ein Nachführsystem, um immer der Sonne zugewandt zu bleiben und so eine optimale Stromausbeute zu erzielen. Auf derartige Nachführsysteme verzichten können Konzentrator-Systeme mit farbigen Scheiben, wie sie unter anderem am Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme entwickelt werden.

«Nur marginale Mehrkosten»

Allerdings dürfte es bei letzteren noch ein paar Jahre dauern, ehe sie in grossem Massstab zum Einsatz kommen können. Bei Morgan dagegen ist schon für dieses Jahr eine Reihe von Pilotprojekten geplant, um den Morgan-Konzentrator in der Praxis zu testen.

2010 soll die kommerzielle Herstellung beginnen, wobei die ersten Verkaufsversionen des Konzentrators voraussichtlich rund 50 Quadratzentimeter gross sein werden. Nachführsysteme bereiten Nicholas Morgan dabei wenig Sorgen.

Aktuelle Lösungen seien präzise, zuverlässig und mit nur «marginalen» Mehrkosten für 44 Prozent mehr Stromausbeute verbunden. Langfristig soll das System 30 Prozent Effizienz erreichen und preislich mit Dünnfilm-Lösungen konkurrieren können.

(tri/pte)

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