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Solarzellen: Strom aus Sonnenlicht
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Sonnenstrahlen bergen eine Menge Energie. Um an diese Energie zu kommen, gibt es verschiedene Typen von Solaranlagen im Einsatz. Welche es gibt, und wie effektiv die sind, erfahren Sie hier.
Sonnenkollektoren: Heliostatenfeld in Jülich
Auf jeden Quadratmeter der Erdoberfläche strahlt die Sonne unter günstigsten Bedingungen etwa eine Leistung von einem Kilowatt ab. Könnte man diese Leistung technisch nutzen, gäbe es keine Energieversorgungsprobleme mehr, der weltweite Bedarf an Strom und Wärme ließe sich mehrere tausend Mal problemlos decken. Mit Solarzellen und -Modulen lässt sich ein Teil des Sonnenlichts direkt in Strom umwandeln. Ein flächendeckender Einsatz wird aber durch die bislang hohen Kosten erschwert. Die meisten klassischen Solarmodule bestehen aus Scheiben aus kristallinem Silizium (den sogenannten Wafern), die aus Quarz (Sand) gewonnen werden. Solche Solarmodule haben Wirkungsgrade von etwa 12 - 17 Prozent und eine garantierte Lebensdauer von etwa 30 Jahren. Inzwischen gibt es aber auch Solarmodule aus extrem dünnen Halbleiterschichten und -verbindungen, die auf flexiblen Folien aufgedampft werden können. Diese Dünnschicht-Solarzellen können erheblich günstiger produziert werden. Sie sind einfacher in der Herstellung und brauchen weniger Material und Energie. Sie haben allerdings noch einen geringeren Wirkungsgrad als die etablierte „klassische“ Photovoltaik. Die Forschung arbeitet daran, die Wirkungsgrade weiter zu steigern, die Lebensdauer zu erhöhen und gleichzeitig die Produktionskosten zu senken. Solarmodule aus mehreren Schichten, die aktiv das Sonnenlicht absorbieren, haben die höchsten Wirkungsgrade. Sie nutzen ein breiteres Spektrum des Lichts. Der Weltrekord liegt zurzeit bei mehr als 41 Prozent (Fraunhofer Institut ISE in Freiburg, 2009, www.ise.fhg.de). In der Entwicklung sind auch Solarzellen aus organischen Materialien. Um abgelegene Siedlungen oder Geräte fernab von anderen Infrastrukturen mit Strom zu versorgen (so genannte Insellösungen), sind Solarmodule ideal.
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