Montag, 12. Juli 2010

Erfolgreiche PV-Forschung

Die Photovoltaik-Branche ist hierzulande zwar noch vergleichsweise klein – ihr Exportvolumen erreichte im vergangenen Jahr immerhin bereits 1,5 Milliarden Franken. Im Hintergrund arbeitet eine breite Forschergemeinschaft an bedeutenden Entwicklungen.

Das Bundesamt für Energie (BFE) zieht eine positive Bilanz zur gesamten Schweizer Energieforschung im vergangenen Jahr. Der am Montag veröffentlichte Bericht zur Energieforschung 2009 enthält einen Überblick über Forschungsaktivitäten und -programme, die vom BFE im vergangenen Jahr mit insgesamt 21 Millionen Franken, davon 3 Millionen für Pilot- und Demonstrationsprojekte, unterstützt wurden.






Solarmedia hat sich die Aktivitäten rund um die solare Stromerzeugung (Photovoltaik) genauer angeschaut. Dazu heisst es im Bericht, das entsprechende Forschungsprogramm setzte 2009 seine Ausrichtung auf die industrielle Umsetzung, die Qualitätssicherung und die internationale Wettbewerbsfähigkeit fort. Gleichzeitig wurden neue, mittel- und längerfristig aussichtsreiche Forschungsthemen verstärkt. Als Ziele der mit Mitteln der öffentlichten Hand rund 55 bedachten Projekte galten:
• Senkung der Kosten der Solarzellen und –module
• Steigerung des Wirkungsgrades der Solarzellen
• Senkung des Material- und Energieeinsatzes
• Vereinfachung und Standardisierung der elektrischen Systemtechnik
• Erhöhung der Verfügbarkeit und der Vielfalt industrieller Produkte

Vielfältig gestaltete sich die Solarzellenforschung, stark ist sie insbesondere im Bereich des Dünnschichtsiliziums, getragen nach wie vor in erster Linie durch die EPFL in Neuchâtel und Lausanne – unternehmensseitig durch Oerlikon Solar und die VHF-Technologies in Yverdon. Grosses Anliegen, letztlich entscheidend über den Erfolg der Technologie, ist die weitere Senkung der Kosten. Konkret bedeutet das, Solarzellen zu Kosten von unter einem Euro / kWp anbieten zu können - die aber gleichzeitig einen Wirkungsgrad von mehr als 10 Prozent aufweisen sollen. Die beteiligten Schweizer Unternehmen sind bei ihren Anstrengungen nun eine Partnerschaft mit der deutschen Firma Roth & Rau eingegangen.

Beteiligt an dieser Forschung ist auch das Elektrounternehmen Axpo. Dessen Naturstromfonds unterstützt die Realisierung von Dünnfilmsolarzellen auf kristalliner Silliziumbasis, die besonders hohe Wirkungsgrade (von bis zu 22 Prozent) erreichen sollen. Das würde sogar den Wirkungsgrad herkömmlicher Siliziumzellen übertreffen (die wesentlich mehr vom teuren und energieintensiven Rohstoff Silizim benötigen).

Als besonderen Erfolg wertet der Forschungsbericht im solaren Bereich den erzielten Wirkungsgrad von grossflächigen mikromorphen Solarmodulen der Oerlikon Solar. Die Solarsparte des Oerlikoner Technologiekonzerns steht ja immer noch im Fokus des öffentlichen Interesses, weil sie per Ende des laufenden Jahres eine bedeutende Kostensenkung für die Modulproduktion auf ihren Anlagen in Aussicht gestellt hat.

Verstärkte Solaraktivitäten, unterstützt durch das Forschungsprogramm, meldet die EMPA in Dübendorf bei Zürich.
Sie hat eine neue Forschungsgruppe zu Dünnschicht-Solarzellen auf der Basis von Verbindungshalbleitern (wie CIGS und CdTe) aufgebaut. Der Traum der Branche ist hier ja, flexible Solarzellen in einem besonders günstigen Druckverfahren herstellen zu können. Dabei soll auch das als problematisch erachtete Schwermetall Cadmium durch andere Materialien mit ähnlichen Eigenschaften ersetzt werden. Die geringen Wirkungsgrade der CIGS-Zellen gelten nach wie vor als einer der einschneidenden Schwachpunkte der Technologie.

Die Lösung des gleichen Problems verfolgen auch jene Forscher, die sich mit organischen Solarzellen auf der Basis von Farbstoffen beschäftigen. Unter Laborbedingungen wurden bereits bemerkenswerte 12 Prozent erreicht. Auch in diesem Segment der so genannten dritten Generation der Solarzellen ist nicht mehr nur die EPFL, sondern auch die EMPA tätig.

Entscheidend für den Erfolg der Photovoltaik wird letztlich die Frage sein, ob sich deren Elemente in die Aussenhaut von Gebäuden integrieren lassen. Gebäudeintegrierte Anlagen stellen gemäss Bericht denn auch anch wie vor das aus Sicht der Entwicklung primär angestrebte Anwendungsgebiet der Photovoltaik in der Schweiz dar. Swiss Solar Systems (3S), neuerdings eine Sparte des Meyer-Burger-Konzerns, verfolgte die Entwicklung eines neuen Dachelements. Deren MegaSlate-System stellt einen wichtigen Schritt auf dem Weg zum Erfolg dar. Integriert werden sollen dabei neben den PV-Modulen auch Sonnenkollektoren zur Warmwassererzeugung und Dachfenster, um die gewohnte Funktionalität der oberen Gebäudehülle sicherzustellen.

Das Forschungsprogramm unterstützt auch die öffentlich wesentlich besser bekannten Solarflugzeug- (Solarimpulse) und Solarboot- (Planetsolar) Projekte. Beide Projekte stellen dabei in erster Linie private Inititativen dar, bei denen in konkreten Technologiefragen eine Zusammenarbeit mit den Hochschulen erfolgt. Des Weiteren beteiligen sich Schweizer Forscher an internationalen Vorhaben verschiedenster Art, zum gegenseitigen Austausch gerade auch über die Bedürfnisse der Länder des Südens gibt es eine Internet-Plattform unter dem Namen REPIC. Und von besonderer Bedeutung ist gemäss Bericht, dass das Interesse der Industrie an der PV-Technologie deutlich wächst, die Zahl der Forschungskooperationen zunimmt und das Exportvolumen der Branche 2009 mindestens 1,5 Milliarden Franken betrug.

© Solarmedia
/ Quelle: Bundesamt für Energie (inkl. Download des Berichts)

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