Zylindrische Solarzellen geben Schiebedach eine ganz neue Bedeutung

Solyndra hofft, das verschwendete Sonnenlicht auf Dächer einfangen zu können, indem es Solarzellen zu Zylindern statt zu Paneelen verarbeitet

In den USA gibt es etwa 2,8 Milliarden Quadratmeter große, ausgedehnte Flachdächer, ein Bereich, der groß genug ist, um das Sonnenlicht zu sammeln, das zum Betreiben von 16 Millionen amerikanischen Häusern benötigt wird, oder um 38 herkömmliche Kohlekraftwerke zu ersetzen. Durch die Abdeckung dieser Dächer mit großen, flachen Arrays aus zylindrischen Dünnschichtsolarzellen (denken Sie an massive Installationen von Leuchtstoffröhren, die nur Licht absorbieren, anstatt dieses zu emittieren), will die in Fremont, Kalifornien, ansässige Firma Solyndra, Inc., diese Energie nutzen.

"Mit einem Zylinder sammeln wir Licht aus allen Blickwinkeln und sogar diffuses Licht", sagt CEO Chris Gronet, der 2005 das Unternehmen für Solarzylinder gründete, basierend auf einer Idee, die er spät in der Nacht hatte, während er sich über weniger kostspielige Möglichkeiten zur Installation von Photovoltaik-Paneelen Gedanken machte . Da die Arrays nicht angewinkelt oder im Dach verankert werden müssen, fügt er hinzu: "Wir haben die Hälfte der Installationskosten und können die Installation in einem Drittel der Zeit durchführen."

Solyndra produziert jetzt dünnschichtige Solarzellen aus Kupfer-Indium-Gallium-Selenid (CIGS), die in eine zylindrische Form eingewickelt und in Glas eingeschlossen sind.Dieses Design dichtet nicht nur Feuchtigkeit ab, sondern ermöglicht es dem Glas, als Sonnenlichtkonzentrator zu fungieren und nach Gronet Photonen auf den dünnen Film zu leiten. Das Fremont-Werk, das im Frühjahr eröffnet wurde, wird letztlich in der Lage sein, jährlich Solarstromzylinder im Wert von 110 Megawatt zu produzieren, aber er wollte nicht angeben, wie viele Zylinder dies sind.

Das Unternehmen sagt, dass die Solarzylinder - gepaart mit einem weiß lackierten Dach, um das Sonnenlicht besser zu reflektieren - 20 Prozent mehr Sonnenschein sammeln können als ihre herkömmlichen flachen Pendants. Die Schätzung basiert auf einem Wert von 50 Kilowatt der Rohrzellen, die das Unternehmen auf einem eigenen Dach installiert hat.

Solyndras CIGS-Solarzellen wandeln bis zu 14 Prozent des Sonnenlichts in Elektrizität um. Gronet erwartet, dass ein Solyndra-System doppelt so viele Kilowattstunden Strom von einem bestimmten Dach liefert.

Das zylindrische Design ermöglicht es Solyndra außerdem, seine Arrays flach zu legen und so zu platzieren, dass der Wind durch sie strömen kann, anstatt sie mit abgewinkelten Arrays anzuheben. Dies bedeutet, dass die Solarzylinder installiert werden können, ohne sie auf dem Dach zu befestigen - und trotzdem Winde von bis zu 130 Meilen pro Stunde (209 Stundenkilometer pro Stunde) standhalten können.

"Unsere Testinstallation in Florida hat den jüngsten Hurrikan überlebt", sagt Tropical Storm Fay, Gronet. "Aufgrund der niedrigeren Installationskosten haben wir einen klaren Weg zur Netzparität." Mit anderen Worten, die neu geformten Zellen haben das Potenzial, Solarenergie zu ungefähr dem gleichen Preis wie Strom aus Kohlekraftwerken zu nutzen, die derzeit mit sechs Cent pro Kilowattstunde die billigste Erzeugungsoption ist. Typische Solar-Photovoltaikanlagen kosten dagegen pro Kilowattstunde Strom etwa 25 bis 50 Cent, wovon etwa die Hälfte auf die Kosten der physischen Installation zurückzuführen ist.

Gronet lehnte es ab, die Kosten für die Herstellung von Solarzylindern oder den Preis für die von ihm gelieferte Elektrizität aufzuzeigen - vor allem, weil sie, wenn sie in der Lage sind, kostengünstigeren Strom zu liefern, den zusätzlichen Gewinn für ihre Kunden erhalten wollen, gibt er zu. Solarzylinder gedeihen in Ländern, in denen ein garantierter Mindestpreis für Solarstrom festgelegt wird, beispielsweise in Spanien und Deutschland, wo der sogenannte Einspeisetarif bis zu 44 Cent pro Kilowattstunde beträgt.

Daher ist die deutsche Firma Solar Solar, die Solar Solar Systems installiert, der bisher größte Kunde von Solyndra. Letzterer behauptet, dass er mehrjährige Verträge im Wert von 1,2 Milliarden US-Dollar abgeschlossen hat, hauptsächlich weil die Zylinder in wenigen Tagen und nicht in wenigen Wochen installiert werden können benötigen keine besonderen Stützen. Das Unternehmen verfügt bereits über 10 Prototyp-Installationen in Deutschland sowie in Kalifornien, Florida, Pennsylvania, Utah und Washington, D.C.

Zu den Fragen, die nach wie vor bestehen, gehören Preis und Zuverlässigkeit in der Fertigung, so Umweltingenieur Vasilis Fthenakis, leitender Wissenschaftler am Nationalen Forschungszentrum für Photovoltaik-Umgebungen des Brookhaven National Laboratory in Upton, New York, und der Columbia University. "Unternehmen hatten Schwierigkeiten, CIGS ohne viele Mängel herzustellen", sagt er. "Sie können mehr von abgelenktem oder reflektiertem Licht bekommen, aber wie viel mehr? Das muss die gestiegenen Produktionskosten ausgleichen", bedingt durch das Zylinderdesign und die speziellen Dünnschichtmaterialien.

Gewerbliche Dächer gehören jedoch bereits zu den vielversprechendsten Bereichen für die Installation von Solarstrom. "In der Wüste stellen wir uns große Photovoltaik-Anlagen vor, aber die Akzeptanz von Systemen auf dem Dach ist viel einfacher", stellt Fthenakis fest. "Es ist billiger, sie auf Dächern zu platzieren als auf Immobilien."

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