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Solarstrom in Batterien speichern

Lesezeit: 5 Minuten

Neue Techniken stehen vor dem Durchbruch: Batterien für Solarstrom, Kühlen mit Sonnenlicht und organische Solarzellen.


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Ab dem Jahr 2013 könnte Solarstrom günstiger werden als der Strom aus der Steckdose. Um den auf dem Dach produzierten Strom aber zeitgleich im Haus oder im Betrieb nutzen zu können, sind noch technische Entwicklungen notwendig.


Schon heute bieten Hersteller von Solaranlagen Überwachungsgeräte an, mit denen sich der Stromverbrauch im Haus messen lässt. Daraus ließe sich ein hauseigenes Energiemanagementsystem entwickeln, das bei hoher Sonneneinstrahlung Geräte und Maschinen in Haus und Stall ansteuern könnte. Künftig könnte auch der Wechselrichter diese Aufgaben übernehmen, ist der Hersteller Kaco überzeugt.


Ansteuern lassen sich Geräte wie die Waschmaschine oder die Tiefkühltruhe, die nicht zu einer bestimmten Zeit laufen müssen. „Dafür wird die Haushaltsgeräteindustrie steuerbare Modelle auf den Markt bringen“, erwartet Milan Nitzschke, Unternehmenssprecher der Solarworld AG aus Bonn. Mit einer automatischen Steuerung könnte man den Anteil des selbst verbrauchten Solarstroms von 20 auf 40 % erhöhen, ist er überzeugt.


Batterie speichert Strom


Weitere 25 % ließen sich mit einer Batterie nutzen. Denn bestimmte Geräte müssen morgens, abends oder nachts laufen, wenn noch kein Solarstrom produziert wird. „Aber eine Batterie, die Wohnhaus oder landwirtschaftlichen Betrieb mehrere Stunden mit Strom versorgt, kostet derzeit mindestens 3 000 € und ist damit nicht wirtschaftlich“, schränkt er ein.


Solarworld will daher bereits in diesem Jahr eine kostengünstige Komplettlösung anbieten, die aus Solaranlage, Steuerung und Batterie besteht. „In einem Forschungsprojekt entwickeln wir bidirektionale Ladegeräte für Elektroautos, mit denen z. B. tagsüber die Batterie mit Solarstrom geladen werden kann. Dieser Strom könnte nachts aus der Batterie wieder ins Hausnetz eingespeist werden“, nennt Prof. Bruno Burger vom Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme eine weitere Idee. Damit ließe sich der Zukauf von Strom minimieren. Das Ganze geht natürlich auch mit Windstrom. Burger: „Damit würde man eher nachts laden und zur Mittagsspitze wieder einspeisen.“


Nicht genutzter Sonnenstrom könnte künftig genutzt werden, um über die Elektrolyse Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff zu spalten.Aus dem Wasserstoff könnte man zusammen mit Kohlendioxid Methan herstellen.


„Dieses Solarmethan lässt sich im Erdgasnetz speichern und in Kraftwerken bei Bedarf wieder in Strom umwandeln. Erste Forschungen werden dazu gemacht“, berichtet Christian Breyer aus der Abteilung Marktentwicklung bei Q-Cells in Bitterfeld.


Mehr Dachflächen nutzen


Solarstrom muss künftig nicht nur auf Dächern von Gebäuden oder Hallen erzeugt werden. Eine neue Anwendung ist die Beschattung von Gewächshäusern. Centrosolar z. B. stattet Gewächshäuser mit Solarmodulen aus, die Gänge, Abpackplätze und teilweise auch Anbauflächen im Gewächshaus beschatten sollen. Dabei werden die Scheiben durch Solarmodule ersetzt – üblicher Weise bis zu 25 % der Glasfläche auf der Südseite des Daches.


Es gibt auch noch viele Flachdächer in Deutschland, die sich perfekt für die Solarstromerzeugung eignen. „Supermarktketten mit Solarstrom vom eigenen Dach könnten z. B. die Kühlung tagsüber betreiben und mit der Verschattung durch die Module die Innentemperatur im Gebäude senken“, schlägt Till Uhle, Marketingleiter von Heckert Solar vor.


Mehrere Firmen arbeiten an der Dach­integration, bei der Dachziegel, Trapezbleche und andere Dacheindeckungen durch ein regendichtes Solardach – ähnlich wie ein Dachfenster – ersetzt werden. Eine Variante ist die neue multikristalline IndaX-Serie von Schott Solar aus Mainz, die seit März 2010 auf dem Markt ist.


Das Modul ist mit 13,5 kg pro m2 sehr leicht. „Wir haben diese Indachlösung für den französischen Markt entwickelt, wo die Dachintegration besonders gefördert wird. Das Modul könnte aber auch für den deutschen Markt interessant sein“, erläutert Lars Waldmann, Unternehmenssprecher von Schott Solar.


Für Anwendungen an Fassaden dagegen kommen laut Waldmann Dünnschichtmodule zum Einsatz. „Bei ihnen lässt sich die Farbe an die Umgebung anpassen. Künftig könnten damit auch Glasdächer z. B. auf Treppenhäusern gestaltet werden“, stellt er in Aussicht.


Mit flexiblen Dünnschichtsolarmodulen lassen sich künftig z. B. auch Flachdächer mit einfachen Bitumendächern oder runden Dächern von Lagerhallen belegen. Die Solarion AG arbeitet an flexiblen Dünnschichtmodulen. Die CIGS-Zellen (Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid) sind auf einer Kunststofffolie (Polyimid) als Trägerschicht aufgebaut. Im Jahr 2011 sollen rahmenlose Glasmodule auf den Markt kommen, im Jahr 2012 flexible Laminate mit 10 % Wirkungsgrad.


Mit einem Solardach hat Asola aus Erfurt jetzt den Hybrid-Sportwagen Karma vom amerikanischen Hersteller Fisker Automotive bestückt. Das Dach mit 1,10m x 1,40 m und 120 Watt soll das bislang leistungsstärkste gewölbte Solarmodul weltweit sein. Es unterstützt die Batterieladung und kühlt den Fahrzeuginnenraum.


Weitere Solar-Lösungen


Neben der klassischen Photovoltaikanlage gibt es weitere Entwicklungen, um das Sonnenlicht in Strom umzuwandeln:


Organische Solarzellen: Sie nutzen Kunststoff statt Silizium als Rohstoff, stecken aber noch im Entwicklungsstadium. „Sie werden sich im Outdoorbereich als erstes etablieren, also beim Camping oder auf Taschen“, erwartet Bagdahn (Fraunhofer Center Halle).


Konzentrierende Photovoltaik: Sie benötigt direkte Sonneneinstrahlung, wie sie in den USA, Nordafrika und Spanien anzutreffen ist. Das Sonnenlicht wird über Linsen gebündelt und auf mehrschichtige „Stapelzellen“ geleitet. Der Wirkungsgrad der Zellen liegt bei 40 %. Damit das Licht optimal einfällt, werden Module auf beweglichen Gestellen der Sonne nachgeführt.


Solarthermische Kraftwerke: Auch sie ist nur etwas für Länder mit hoher Sonneneinstrahlung. Das Sonnenlicht wird z. B. über Parabolrinnen gebündelt und zum Aufheizen von Wasser genutzt. Das heiße Wasser erzeugt über Dampfturbinen Strom. Es handelt sich also nicht um Photovoltaik, sondern um eine Umwandlung von Sonnenwärme in Strom. -neu-

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