Jetzt kommt organische PV

Die neue organische p-i-n-Tandemsolarzelle erzielt einen Wirkungsgrad von 5,9% (Foto: Heliatek GmbH). Solche organische Solarzellen haben bei der solaren Stromerzeugung (Photovoltaik oder kurz PV) gegenüber ihren großen Brüdern, den Verbindungshalbleiter- und Siliziumsolarzellen einen enormen Vorteil: Sie sind besonders dünn, leicht und flexibel. Somit erschließt sich ihnen ein extrem weit reichendes Marktfeld. In Zukunft jedenfalls, wäre da nicht noch eine entscheidende Herausforderung. Der niedrige Wirkungsgrad von bisher höchstens 5,4% auf einer Fläche von über 1 cm2 und die geringe Lebensdauer verhinderten bisher die flächendeckende Markteinführung. Kommerzielle Hochleistungszellen aus Verbindungshalbleitern erreichen einen hohen Wirkungsgrad von bis zu 30%, gewöhnliche Siliziumsolarzellen "aus dem Baumarkt" erreichen aktuell einen Wirkungsgrad um die 15%. Dennoch stehen die organischen Solarzellen mit den Verbindungshalbleiter- und Siliziumsolarzellen aufgrund der besonderen Materialeigenschaften nicht in direkter Konkurrenz.

Erst im Juli vergangenen Jahres startete das vom deutschen Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit über 16 Mio. Euro geförderte Projekt OPEG (Organische Photovoltaik zur integrierbaren Energieversorgung), und schon jetzt liegen erste, sensationelle Ergebnisse vor. Die drei Verbundpartner Heliatek, BASF und das Institut für angewandte Photophysik (IAPP) der Technischen Universität Dresden haben nun eine p-i-n-Tandemsolarzelle mit einem bestätigtem Wirkungsgrad von 5,9% auf einer aktiven Fläche von 2 cm2 entwickelt: Neuer Weltrekord. Die neue Technologie ermöglicht nun die Produktion von leichten, flexiblen, großflächigen organischen Solarzellen, die kostengünstig und mit extrem geringem Material- und Energieaufwand hergestellt werden können. Die benötigten Schichtdicken liegen im Bereich von 200 Nanometern und für einen Quadratmeter Solarzellenfläche wird nur knapp ein Gramm organisches Halbleitermaterial benötigt.

Ziel des Projekts ist die Effizienz organischer Solarzellen auch durch die Erforschung neuer Materialien weiterhin zu steigern, die Lebensdauer zu erhöhen und vor allem die kostengünstige Herstelltechnik weiter zu optimieren, so dass die "Plastiksolarzellen" zu absolut marktfähigen Preisen von der Rolle hergestellt werden können. Bis zum Ende des Projekts verfolgen die Verbundpartner das ehrgeizige Ziel, den Wirkungsgrad sogar auf 9-10% zu steigern. Das Marktpotenzial für die organischen Solarzellen ist riesig: Von mobilen Anwendungen wie beispielsweise der Energieversorgung von mobilen Geräten wie Laptop-Computern oder Organizern über den Outdoorbereich (Solarfolien auf Zelten) bis hin in den Automobilbereich zur Stromversorgung von Radio, Aircondition etc. Langfristig gesehen sollen die organischen Solarzellen auch in den häuslichen Bereich Einzug halten. Hier wären einrollbare Solarfolien auf Markisen denkbar oder transparente Folien auf Fensterscheiben.

Wie der Name schon vermuten lässt, besteht eine Tandem-Solarzelle aus zwei Solarzellen. Diese beiden Solarzellen i.d.R. unterschiedlichen Materials sind übereinander geschichtet. Durch diese Anordnung wird der Wirkungsgrad erhöht, was durch die Abstimmung der verschiedenen Materialien aufeinander erreicht wird, so dass ein breiteres Lichtspektrum absorbiert werden kann. Durch eine entsprechende Bauform können die Photonen des Sonnenlichts durch Reflektion zusätzlich länger in den jeweiligen Schichten gehalten werden.

Quelle: Informationsdienst Wissenschaft

Rekord-Anlage auf Dach

Mitte Juli wird das weltgrößte Aufdach-Solarkraftwerk mit First Solar-Dünnschichtmodulen und einer Nennleistung von 4,64 Megawatt (MWp) in Hassleben im deutschen Bundesland Brandenburg eingeweiht. Nach sechs Monaten Bauzeit hat die COLEXON Energy AG das Solarkraftwerk planmäßig fertig gestellt. Die Inbetriebnahme erfolgte sukzessiv in vier Bauabschnitten, berichtet das Unternehmen in einer Pressemitteilung. Auf insgesamt rund 193.000 Quadratmetern der bislang nicht genutzten Dachfläche einer Schweinemastanlage wurden 64.000 Dünnschicht-Module des Herstellers First Solar - Weltmarktführer der innovativen Dünnschicht-Technologie - installiert. Die belegte Modulfläche entspricht dabei einer Größe von etwa 11 Fußballfeldern. Die Module stammen aus der brandenburgischen First Solar-Produktion in Frankfurt/Oder.

Die Photovoltaikanlage wird rund 4,37 Millionen Kilowattstunden Solarstrom pro Jahr erzeugen, womit jährlich mehr als 1.000 brandenburgische 4-Personen-Haushalte mit Strom versorgt werden können. Für den Investor könne mit der garantierten Einspeisevergütung von 43,99 Cent/kWh ein Erlös von über 1,9 Millionen Euro pro Jahr erwirtschaftet werden. Gleichzeitig entspreche die produzierte Strommenge einer geschätzten jährlichen Einsparung an CO2-Emissionen von rund 3.900 Tonnen.

Quelle: Solarserver

CH: PV-Förderung ein Hit

Die vom Eidgenössischen Parlament im Rahmen des zweiten Stabilisierungsprogramms bewilligten Energieförderprogramme für den Bau von Photovoltaikanlagen, den Ersatz von Elektroheizungen und den Bau von Fernwärmenetzen mit erneuerbaren Energien oder Abwärme sind ein voller Erfolg: Der Andrang auf diese drei Subventionsprogramme war derart gross, dass 10 Wochen nach ihrem Start bereits sämtliche Mittel ausgeschöpft waren und keine weiteren Gesuche mehr berücksichtigt werden konnten.

In der Märzsession 2009 hatte das Parlament dem vom Bundesrat vorgeschlagenen zweiten Stabilisierungsprogramm zur Stützung der schweizerischen Wirtschaft zugestimmt und dafür einen Nachtragskredit von insgesamt 710 Millionen Franken für das Jahr 2009 bewilligt; 60 Millionen Franken davon für drei Förderprogramme im Energiebereich. Diese Programme wurden vom Bundesamt für Energie (BFE) am 23. März 2009 gestartet; Gesuche konnten bis am 30. Juni 2009 oder bis zum Ausschöpfen der Kredite eingereicht werden. Die Energieförderung betraf im Einzelnen:

Bereits früher erstellt, ist die Photovoltaik-Anlage auf dem Stade de Suisse in Bern mit rund 1,2 MW Leistung noch immer die grösste solare Stromerzeugungsanlage der Schweiz.

1. Förderprogramm für neue Photovoltaikanlagen auf der Warteliste der kostendeckenden Einspeisevergütung. 20 Millionen Franken standen für Investitionshilfen für die Realisierung von neuen Photovoltaikanlagen zur Verfügung, die per 31.12.2008 bei der nationalen Netzgesellschaft swissgrid ag für die kostendeckende Einspeisevergütung (KEV) angemeldet waren und von der swissgrid ag auf die Warteliste gesetzt werden mussten. Bis zum Ablauf der Anmeldefrist haben über 1500 Projektanten auf der KEV-Warteliste ein Gesuch für das Subventionsprogramm eingereicht. Mit dem Programmbudget von 20 Millionen Franken konnten 966 Gesuche berücksichtigt werden.

2. Förderprogramm für den Ersatz von Elektro-Speicherheizungen. 10 Millionen Franken standen für Investitionshilfen für den vollständigen Ersatz von Elektro-Speicherheizungen in ständig bewohnten Gebäuden zur Verfügung. Bis Ende Juni 2009 sind rund 1330 Gesuche für dieses Subventionsprogramm bewilligt worden. Damit wurde das gesamte Programmbudget ausgeschöpft. Eingegangen waren über 1600 Gesuche. Interessierte, die nicht zum Zug kamen, können sich bei den kantonalen Energiefachstellen melden, um dort allenfalls eine Unterstützung zu bekommen.

3. Förderprogramm für Fernwärmeprojekte mit Abwärme und erneuerbaren Energien. 30 Millionen Franken standen für Investitionshilfen für Fernwärmeprojekte zur Verfügung, die zu mindestens 80% mit Abwärme und erneuerbaren Energien betrieben werden. Bis Ende Juni 2009 wurden 83 Fernwärmeprojekte angemeldet, die Subventionen von über 80 Millionen Franken beantragt haben, fast drei Mal mehr als das Programmbudget. 24 Projekte konnten schliesslich bewilligt werden.

Eine detaillierte Auswertung der energetischen und konjunkturellen Wirkungen der drei Subventionsprogramme wird im Verlaufe der nächsten Monate erarbeitet und gegen Ende Jahr publiziert. Auf Basis der bewilligten Gesuche lassen sich jedoch bereits erste Abschätzungen der Wirkungen vornehmen: Demnach leisteten die drei Subventionsprogramme einen raschen Beitrag zur Stützung der Konjunktur und damit zum Erhalt von Arbeitsplätzen in der Schweiz. Mit den 60 Millionen Franken an Bundesbeiträgen werden in den nächsten Monaten (vorgezogene) Investitionen von mindestens 300 Millionen Franken ausgelöst. Alle Kantone profitieren von den drei Programmen, und die Anzahl der Projekte in den drei Landesteilen dürfte etwa den Bevölkerungsanteilen entsprechen.

Auch der der energetische Erfolg ist beachtlich:
* Dank des Förderprogramms für Photovoltaikanlagen gehen in wenigen Monaten neue Solarstromanlagen mit einer Leistung von total 13,5 Megawatt ans Netz, die jährlich rund 13 Millionen Kilowattstunden (kWh) Strom produzieren werden.
* Dank der stillgelegten Elektroheizungen werden künftig rund 23 Millionen kWh Strom pro Jahr eingespart. Das entspricht dem Stromverbrauch von über 5000 Haushalten.
* Und das Förderprogramm für Fernwärmeprojekte mit Abwärme und erneuerbaren Energien führt dazu, dass künftig in der Schweiz pro Jahr über 20'000 Tonnen Heizöl eingespart werden.

Quelle: Bundesamt für Energie

Solar by Greenpeace

Jetzt meldet sich auch die renommierte Umweltorganisation und macht aus ihrer Sicht klar: Die Erzeugung von Solarstrom bringt die grosse Wende weg von den fossilen Energien und hin zu einem energetischen Jobwunder – und das nicht irgendwann, sondern bald. So kommt Greenpeace zum Schluss, durch den weltweiten Bau solarthermischer Kraftwerke könnten deutsche Unternehmen von 2010 bis 2050 mit einer Wertschöpfung von bis zu zwei Billionen Euro profitieren. Allein im Jahre 2050 würden für den Bau der Kraftwerke etwa 240.000 Arbeitskräfte benötigt. Das ergibt eine neue Studie, die Greenpeace und der Club of Rome Deutschland am Donnerstag in Berlin vorgestellt haben.

Das Bild zeigt mögliche Standorte von Solarkraftwerken in Afrika. Die blauen Quadrate zeigen, wieviel Fläche für den Strombedarf der genannten Regionen gebraucht würde.

Deutsche Großunternehmen kündigten bereits an, die Umsetzung des Desertec-Konzepts zu prüfen. Am 13. Juli hat die Münchener Rück zu einem Gründungstreffen der Initiative geladen. Greenpeace und der Club of Rome fordern die Bundesregierung auf, die Wettbewerbschancen für Erneuerbare Energien zu verbessern und das Thema Wüstenstrom auf die Agenda des G8-Gipfels zu setzen.

"Erneuerbare Energien sind ökologisch wie ökonomisch von herausragender Bedeutung. Die Pläne für Wüstenstrom zeigen, dass die Zeit für Atomkraft und Kohle bald vorbei ist. Solarthermische Kraftwerke können nach Windkraft und Photovoltaik zum dritten deutschen Exportschlager im Bereich der Öko-Energien werden", erklärt Andree Böhling, Energieexperte von Greenpeace. "Die Klimaveränderung erzwingt einen weltweit noch schnelleren Umstieg auf Erneuerbare Energien." Solarkraftwerke in Wüsten sollen den dezentralen Ausbau von Wind und Sonne ergänzen. Eine dezentrale Energiewirtschaft findet im Vergleich zu Großkraftwerken vor Ort statt. Die Energie wird lokal produziert und verbraucht. Mit dem gesamten Mix aus Erneuerbaren Energien kann weltweit der Ausstieg aus Atom- und Kohlekraft beschleunigt werden.

Laut der neuen Studie des Wuppertal Instituts für Klima, Umwelt, Energie können deutsche Generalunternehmer, verantwortlich für die Konzeption, Planung und den Bau der solarthermischen Kraftwerke, ihre starke Marktstellung weiter ausbauen. Das gilt ebenso für Firmen, die Receiver, Spiegel oder Turbinen zuliefern. Die Zahl der Beschäftigten jener deutschen Unternehmen könnte gemessen an der weltweiten Beschäftigung einen Anteil von über 40 Prozent betragen. Weltweit sind im Jahr 2050 bis zu 582.000 Arbeitsplätze möglich. Die Untersuchung bezieht sich auf die durch den Bau der Kraftwerke geschaffene Wertschöpfung bzw. Arbeitsplätze. Die Zahl der Beschäftigten, die zusätzlich durch den Betrieb der Anlagen entstehen könnte, liegt weltweit etwa dreimal höher. Für den Bau und den Betrieb werden im Jahr 2050 weltweit etwa zwei Millionen Arbeitsplätze nötig sein. Das ergibt eine bereits vor einigen Wochen veröffentlichte Studie von Greenpeace.

"Deutschland kann von Solarkraftwerken in Wüsten einen doppelten Nutzen erzielen: Bereits heute als Exporteur grüner Technologie und in absehbarer Zeit als Importeur sauberen Wüstenstroms. Mittelständische Unternehmen und Konzerne erhalten eine hervorragende Perspektive", erklärt Max Schön, Präsident des Club of Rome und Aufsichtsratsmitglied der Desertec Foundation. "Zukünftig kann Deutschland sogar mit allen Erneuerbaren Energien über eine Million Arbeitsplätze schaffen. Damit könnte eine mit der Automobilindustrie vergleichbare Leitindustrie entstehen."

Das Desertec-Konzept sieht für Nordafrika und den Nahen Osten vor, zunächst den eigenen Energiebedarf klimafreundlich zu decken. Darüber hinaus können die Regionen Strom in den Norden exportieren. Mit diesem Argument begegnen die Befürworter auch dem Einwand, Desertec führte zu einer Art von Solarimperialismus. Greenpeace und der Club of Rome Deutschland fordern gemeinschaftliche Konzepte für den Bau von Solarkraftwerken. Deutschland und Europa sollten Hand in Hand mit den Staaten Nordafrikas und des Nahen Ostens einen Fahrplan für den Bau von Wüstenkraftwerken und des erforderlichen Stromverbundnetzes erarbeiten.

Quelle: Greenpeace Deutschland

USA zapfen Sonne an

Die Regierung Barack Obamas setzt auf erneuerbare Energien. Sie will auf Bundesland in den Wüstenstaaten des Westens Solarkraftwerke bauen lassen. 2700 Quadratkilometer hat Innenminister Salazar jetzt dafür freigegeben. Amerika blickt damit auf der Suche nach neuen Energiequellen wieder einmal nach Westen. Im vergangenen Jahrhundert war es der Erdölrausch in Texas. Jetzt sollen in den Sonnenstaaten im Südwesten Solarkraftwerke entstehen, um den stetig wachsenden Energiebedarf der USA zu decken - zudem ohne schädliche Abgase. Innenminister Ken Salazar hat zu Wochenbeginn 670.000 acres, das sind 2700 Quadratkilometer, von bundeseigenem Land für diesen Zweck freigegeben.

Innenminister Salazar nutzte die Kulisse eines Solar-Laboratoriums der University of Nevada in Las Vegas für die Bekanntgabe der Pläne, die dazu beitragen sollen, Präsident Barack Obamas Pläne zur Verdoppelung des Anteils heimischer erneuerbarer Energien auf zehn Prozent bis zum Ende seiner ersten Amtszeit zu verwirklichen. Dies sei der Beginn „historischer Anstrengungen”, sagte Salazar, der einen grossen Cowboyhut gegen die Sonne trug. „Die USA werden endlich die Kraft der Sonne einfangen, um den Energiebedarf in unseren Häusern und unserer Wirtschaft zu decken und damit gleichzeitig Arbeitsplätze für Amerikaner zu schaffen”, sagte Salazar.

Der US-Innenminister stellt 24 riesige Grundstücke Bundesland zur Verfügung. Zunächst sollen Umweltverträglichkeitsstudien erstellt werden. Die allein werden 22 Millionen Dollar kosten. „Wir haben die Solarenergie zum Zielpunkt gemacht”, sagte der Minister. Er hofft, dass bis Ende kommenden Jahres mit dem Bau von 13 Solarkraftwerken zu beginnen, die gross genug sind, um wirtschaftlich Strom zu erzeugen. Standorte sollen in den sonnigen Wüsten der West- und Südweststaaten Nevada, Arizona, Kalifornien, Colorado, Utah und New Mexico liegen. Insgesamt soll eine Kapazität von 100.000 Megawatt Elektrizität geschaffen werden.

Die Solarindustrie in den USA begrüsste den Schritt. Unter Obamas Vorgänger George W. Bush, der enge Kontakte zur Ölindustrie hatte, habe man in Washington kein Ohr für die Belange der Solarbranche gehabt, sagt Rhone Resch, Präsident des Verbandes der Solarindustrie. Mit Salazars Entscheidung würden jetzt die Schleusen geöffnet.
„Es ist an der Zeit, die Genehmigungsverfahren effizienter zu machen und den Solarentwicklern klare Richtlinien an die Hand zu geben. „Es liegen Anträge für 199 Solarkraftwerke bei der Landverwaltung (BLM) vor. 2007 wurden mehr als 7000 Genehmigungen auf BLM-Land für die ÖL- und Gasindustrie erteilt. Bis heute sind Null Projekte für Solarenergie genehmigt worden”, sagte Resch.

Naturschutzgruppen, die lange gegen die Zerstörung der schönen Wüstenlandschaft durch private Entwickler protestiert haben, begrüssten Salazars Massnahme. Allerdings warnten sie, dass auch „grüne” Projekte die Umwelt zerstören könnten. „Wir unterstützen die Festlegung der besten Orte für erneuerbare Energien auf Staatsland”, sagte Alex Dauer, Fachmann für erneuerbare Energien beim amerikanischen Naturschutzbund Wilderness Society in Washington. „Wir dürfen nicht erneut erleben, wie bei der Öl- und Gasindustrie, dass man sich über das ganze Land ausbreitet, wo es einem passt.”

Das Bureau of Land Management (BLM) führt derzeit mehrere Umweltstudien für private Solarfirmen in Kalifornien und Nevada durch. Darunter ist das Projekt von Stirling Energy System, das die Errichtung einer 750 Megawatt-Solaranlage auf 28 Quadratkilometern Fläche vorsieht - die doppelte Leistung eines herkömmlichen Kohlekraftwerkes.
Das Stirling-Projekt liegt in der Mojave-Wüste an der Grenze zwischen Kalifornien und Nevada. Gegen Pläne, in der unberührten Landschaft Solarkraftwerke zu bauen, laufen Naturschützer Sturm. Die einflussreiche demokratische Senatorin Diane Feinstein aus Kalifornien spricht sich ebenfalls gegen das Projekt aus. Sie fürchtet um den Bestand des unberührten Joshua Tree Nationalparks. Umgekehrt hat sich der nicht minder einflussreiche demokratische Fraktionschef im US-Senat, Harry Reid aus Nevada, für das Projekt ausgesprochen. „Dauernd sprechen wir über Umweltschutz”, sagte Reid, der Minister Salazar nach Las Vegas begleitet hatte. „Genau darum geht es hier.”

Quelle: nachhaltigkeit.org - Infoportal für nachhaltige Wirtschaft und Politik

Boom auch in der Schweiz

Erfolgsmeldungen kommen nun auch aus der Schweiz. Demnach wurden 2008 so viele Solaranlagen verkauft wie noch nie zuvor, wie der Schweizerische Fachverband für Sonnenenergie (Swissolar) mitteilte. Er befürchtet aber, dass das Hoch ohne weitere Förderungen bald einbrechen wird. Im vergangenen Jahr wurden fast 110'000 Quadratmeter Sonnenkollektoren verkauft. Das sind 66 Prozent mehr als im Vorjahr und entspricht dem höchsten je verzeichneten Jahreswachstum. Hohe Heizöl- und Gaspreise und der Wunsch, einen konkreten Beitrag zum Klimaschutz zu leisten, seien für rund 11'000 Hausbesitzer Grund gewesen, auf Solarwärme zu setzen. Rund jedes vierte neue Einfamilienhaus wird mit Sonnenkollektoren ausgestattet. Sämtliche installierten Sonnenkollektoren hätten im letzten Jahr über 30 Millionen Liter Heizöl-Äquivalente eingespart und damit die Umwelt um rund 85'000 Tonnen CO2 entlastet. Das Potenzial sei dabei noch längst nicht ausgeschöpft, so Swissolar.

Ein weiteres Rekordjahr wurde bei der Photovoltaik, der Technik zur Produktion von Solarstrom, verzeichnet. Es wurden Solarzellen mit einer Nennleistung von 14'500 Kilowatt oder 104 Prozent mehr als im Vorjahr verkauft. Der Grund für das Wachstum liege wie schon im Vorjahr bei der kostendeckenden Einspeisevergütung (KEV). Auch hier zeige sich im internationalen Vergleich aber ein «riesiges ungenutztes Potenzial».

Nebenstehende Karte zeigt in der Übersicht, dass auch hierzulande genügend Sonne scheint, um einen guten photovoltaischen Ertrag zu erzielen - selbst die heller gefärbten Landesteile kommen auf rund 1000 Stunden Sonnenscheindauer pro Jahr. Auch die Politik habe das Potenzial von Solaranlagen erkannt und im Rahmen der Konjunkturprogramme gefördert, hält der Branchenverband Swissolar fest. Dies werde auch im laufenden Jahr zu einem zweistelligen Marktwachstum bei der Solarwärme beitragen. Allerdings zeige sich schon jetzt angesichts der vielerorts ausgeschöpften Förderprogramme, dass die bereitgestellten Mittel gegenüber dem grossen Interesse der Hausbesitzer ungenügend seien, teilte Swissolar weiter mit. Beim Solarstrom werde der Bau der Anlagen mit KEV-Bewilligung und solchen mit Beiträgen aus dem zweiten Konjunkturprogramm nochmals zu Verkaufszahlen in der Höhe des Vorjahrs führen. Angesichts des voraussehbaren konjunkturellen Einbruchs beim Neubau von Wohnhäusern sei es umso wichtiger, dass die Solarenergie auch im dritten Konjunkturprogramm sowie beim Einsatz der Mittel aus der CO2-Abgabe genügend berücksichtigt wird. Bei der Photovoltaik brauche es zudem dringend eine Aufhebung des Deckels für die kostendeckende Einspeisevergütung. Dies ist laut Swissolar nötig, damit die zur Zeit blockierten Investitionen von rund 700 Millionen Franken endlich realisiert werden können.

Quellen: Solarmedia/sam/ap