Deutschland ist Vorreiter bei der Energiewende – weg von Kernkraft und Kohle und hin zu erneuerbaren Energiequellen. Bis 2022 sollen die Kernkraftwerke in Deutschland vom Netz gehen. Gleichzeitig soll die Stromgewinnung aus Sonne, Wind und anderen erneuerbaren Quellen massiv ausgebaut werden. Auch in anderen Ländern stammt immer mehr elektrischer Strom aus regenerativen Quellen.
Eine zentrale Säule für eine weltweite Energiewende ist die Solarenergie. Ihr Potenzial ist nahezu unerschöpflich. Doch die Stromerzeugung per Photovoltaik – der direkten Umwandlung von Sonnenlicht in elektrischen Strom – ist noch teuer und in ihrer Effizienz noch nicht ausgereizt. Um die Nutzung der Photovoltaik wirtschaftlich rentabel zu machen, muss die Technologie deutlich leistungsfähiger werden.
Eine Gruppe von Fraunhofer-Forschern aus Freiburg sowie der baden-württembergischen Unternehmen Soitec und AZUR SPACE haben ein pfiffiges technisches Konzept entwickelt, mit dem sich dieses Ziel erreichen lässt. Dazu griffen die Forscher zu einem Trick: Sie kombinierten mehrere Solarzellen miteinander, die aus unterschiedlichen Materialien bestehen.
Da jedes Material einen anderen Anteil des Regenbogenspektrums einfängt, lässt sich so insgesamt ein größerer Teil des Sonnenlichts zur Stromerzeugung nutzen. Zusätzlich konzentrieren Linsen das Licht der Sonne fünfhundertfach auf das Solarzellen-Sandwich. Auf Nachführeinheiten werden die Module nach dem Sonnenstand ausgerichtet. Das erhöht zusätzlich den Wirkungsgrad – und macht die Technologie, die bislang nur in der Raumfahrt Verwendung fand, ökonomisch lukrativ. Künftig werden sich damit Photovoltaik-Kraftwerke vor allem in sonnenreichen Regionen realisieren lassen, die in großem Stil Solarstrom liefern.
Konzentrator-Photovoltaik auf der Basis von Mehrfach-Solarzellen ist eine von drei Innovationen, die für den Deutschen Zukunftspreis 2011 nominiert sind. Den Sieger wird Bundespräsident Christian Wulff am 14.Dezember bekanntgeben.
Eine weitere Innovation stammt auch aus dem Bereich Energie. Hier geht es um neuartige organische LEDs.
Dresdner Forscher haben eine preiswerte und vielseitige Alternative entwickelt: organische Leuchtdioden (OLED). Das sind papierdünne Folien aus Kunststoff, die sehr energiesparend Licht unterschiedlicher Farben liefern können. Der Materialbedarf ist gering. Mit OLEDs lassen sich neuartige Lichtkonzepte verwirklichen – zum Beispiel Beleuchtungselemente, die sich eine Tapete an Wänden oder Fassaden kleben.
Die organische Elektronik, die dahinter steckt, lässt sich umgekehrt auch nutzen, um Sonnenlicht einfach und effektiv einzufangen und in elektrischen Strom zu verwandeln. Entsprechende Folien-Solarzellen könnten etwa in Kleidungsstücke integriert oder auf Autos angebracht werden, um Handy oder Navigationsgerät mit Sonnenstrom zu versorgen. Das Klima würde dadurch geschont, teures kristallines Silizium würde nicht benötigt.
Doch auch die Meinung des Publikums ist gefragt: Welches Forschungsprojekt ist das technisch anspruchsvollste, welches wird die größten Auswirkungen auf Gesellschaft und Alltag jedes Einzelnen haben? Welches verspricht für Sie den größten persönlichen Nutzen? Onlineabstimmung noch bis 11. Dezember 2011
