Neue und billigere Modultechnik

Das von Bystronic glass und dem deutschen Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE gemeinsam entwickelte TPedge Modul hat die mechanische Lastprüfung und die Hagelprüfung erfolgreich durchlaufen. Kennzeichnend für die TPedge-Modultechnologie sind das punktuelle Fixieren der Zellmatrix – ohne Lamination – sowie eine Glasrandversiegelung.

Die Prüfungen an je zwei TPedge-Modulen orientierten sich an den Anforderungen der Norm IEC 61215. Nach der Prüfung im akkreditierten TestLab PV Modules des Fraunhofer ISE war kein Leistungsverlust an den Modulen feststellbar. Für Module, die den vollständigen Prüfzweig laut Norm durchlaufen, sind Leistungsverluste bis fünf Prozent in den betrachteten Teilprüfungen zulässig. Nach einer Statistik des TestLab PV Modules gehen etwa zehn Prozent der Modulausfälle in Zertifizierungsprüfungen auf das Konto der mechanischen Last- und Hagelprüfung. Das TestLab PV Modules in Freiburg ist eine gemeinsame Einrichtung des Fraunhofer-Instituts für Solar Energiesysteme ISE und des Prüf- und Zertifizierungsinstituts VDE.

Das TPedge-Modul ist eine gemeinsame Entwicklung des Fraunhofer ISE in Freiburg und der Bystronic glass Gruppe auf der Basis eines Fraunhofer-Patents. Das Wafer basierte Solarmodul kann deutlich schneller und kostengünstiger produziert werden als herkömmliche Wafer-Module. Die Zeit- und Kostenersparnis sind Folge eines einfacheren Modulaufbaus und einer völlig neuartigen Produktionstechnologie. »Die Zellmatrix wird punktuell zwischen zwei Glasscheiben fixiert«, so Dr. Harry Wirth, Bereichsleiter Phovotoltaische Module, Systeme und Zuverlässigkeit am Fraunhofer ISE. »Der Einsatz von Folien und das dazugehörige Laminieren sind nicht nötig.« Die Randabdichtung des TPedge-Moduls erfolgt über die Applikation des thermoplastischen Materials TPS^® bei 130°C, auch ein zusätzlicher Aluminiumrahmen ist nicht notwendig. Tobias Neff, Produktmanager Solar bei Bystronic glass erklärt: »Mit der TPedge-Technologie lassen sich die Kosten der Modulproduktion ohne Solarzellen um 30 bis 40 Prozent senken – bei einer angestrebten Taktzeit von 45 Sekunden pro Modullinie. Die Gesamtkosten eines PV-Moduls können somit – je nach Kostenanteil der Solarzellen – um etwa 14 Prozent reduziert werden.«

Die Produktionslinien für TPedge-Module lassen sich in verschiedenen Ausbaustufen auslegen. In der seriellen Fertigungslinie ist die Produktion eines Moduls in weniger als einer Minute möglich – im Vergleich zu 16 Minuten, die mit dem Standardverfahren nötig sind. Das neue Fertigungsprinzip ist an die in der Isolierglasproduktion verwendete Dichtungstechnologie angelehnt. Die Entwicklung des TPedge-Verfahrens zur Produktion von Modulen mit thermoplastischer Abdichtung an der Glaskante stellt einen großen Innovationssprung in der Modulproduktion dar.

Fraunhofer ISE und Bystronic glass werden im Jahr 2012 rund 200 TPedge-Module fertigen, bestimmt für den Einsatz in der Fassade eines institutseigenen Laborneubaus. Das Projekt zielt auf die Weiterentwicklung und Erprobung der TPedge-Technologie und wird mit Mitteln des Bundesumwelt-ministeriums gefördert.

Quelle: Fraunhofer ISE

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China: Riesiger Energiespeicher

Ende Jahr meldeten die BYD Company Ltd. (Shenzhen, China) und die staatliche Stromnetzagentur Chinas, dass ein Energiespeicher mit einer Kapazität von 36 Megawattstunden (MWh) fertig gestellt wurde. In der Anlage in Zhangbei (Provinz Hebei) sollen Solar- und Windstrom aus Anlagen mit einer Gesamtleistung von 100 Megawatt gemeinsam gespeichert werden.

Die Unternehmen gehen davon aus, dass weltweit kein Speichersystem für erneuerbare Energien mit einer vergleichbaren Kapazität existiert. Der Speicher mit Gesamtkosten von 500 Millionen US-Dollar (rund 386 Millionen Euro) nutze Batterie-Technologie auf Basis von Eisen-Phosphat sowie Lade- und Entlade-Technologien von BYD (siehe Bild). “Die Integration erneuerbarer Energien in Form von Wind- und Solarstrom im großen Maßstab kann nur gelingen, wenn das Speicherproblem gelöst wird”, kommentierte Xiu Binglin vom chinesischen Energieministerium. “Dieses Projekt ist eine Lösung für das staatliche Stromnetz und könnte Modellcharakter für die erneuerbaren Energien in China haben.” BYD rechnet durch das intelligente Stromnetz mit einer Effizienzsteigerung der erneuerbaren Energien von fünf bis zehn Prozent. Das Unternehmen plant, gemeinsam mit dem Netzbetreiber für Süd-China weitere Speicher im Megawatt-Maßstab bauen.

Quelle: BYD Company Ltd. | solarserver.de

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Schweizer Energiepreis verliehen

52 Bewerbungen mit überraschenden, begeisternden, brillanten und wegweisenden Schweizer Energieinnovationen sind für die sechste Ausgabe des renommierten Schweizer Energiepreises Watt d'Or 2012 des Bundesamts für Energie (BFE) eingereicht worden. Sechs dieser Projekte werden am Abend des 5. Januar in Bern geehrt.

Mit dem Watt d'Or zeichnet das BFE bereits zum sechsten Mal Personen und Organisationen aus, die mit ihren nachahmenswerten Projekten und Initiativen den Weg in eine nachhaltige Energiezukunft vorspuren. Der Preis ist nicht dotiert. Ziel des Watt d'Or ist es, diese Projekte bekannt zu machen und so Wirtschaft, Politik und die breite Öffentlichkeit zu motivieren, die Vorteile innovativer Energietechnologien für sich zu entdecken.

52 Bewerbungen in fünf Kategorien wurden im Rahmen des Wettbewerbs Watt d'Or 2012 von einem Fachexpertenteam evaluiert. Für die Endrunde wurden schliesslich 22 Beiträge nominiert. Unter dem Vorsitz von Chiara Simoneschi-Cortesi kürte die Watt d'Or Jury daraus die sechs Siegerprojekte. Sie dürfen am Donnerstag die Siegertrophäe, eine riesige Schneekugel aus der Schneekugelmanufaktur Erwin Perzy in Wien, entgegennehmen.

Kategorie 1 - Gesellschaft: Energiekonzept hoch drei 2050 der Stadt St. Gallen

Mit dem „Energiekonzept hoch drei 2050 (EnK3 2050)" und ihrem Geothermieprojekt macht sich die Stadt St. Gallen auf den Weg in die dritte Dimension der Energiezukunft. Die integrale Betrachtung der drei Dimensionen Wärme, Strom und Mobilität und ihrer gegenseitigen Abhängigkeiten bildet die Grundlage für den Umbau der städtischen Energieversorgung. Bis 2050 soll der Gesamtenergiebedarf für Raumwärme und Warmwasser durch Sanierungen und neuste Standards für Neubauten halbiert und der Anteil fossiler Brennstoffe von heute 90% auf weniger als 25% gesenkt werden. Eines der Herzstücke ist dabei das Geothermie-Kraftwerk, dessen Bau 2012 beginnt.

Kategorie 2 - Energietechnologien: LED-Lichterkette Rade de Genève

Die Beleuchtung der Rade de Genève, des Genfer Seebeckens, ist seit über einem Jahrhundert das nächtliche Wahrzeichen der Stadt. Mit dem ab Herbst 2012 endgültigen Glühbirnenverbot drohte ihr aber das Aus. Die Fachstellen für Energie, Stadtentwicklung und Mobilität der Stadt Genf reagierten und entwickelten eine neuartige LED-Lampe mit den Leuchteigenschaften einer klassischen Glühbirne. Seit November 2010 wurden die 4‘200 Glühbirnen der Lichterkette mit den an der Internationalen Messe für Erfindungen in Genf ausgezeichneten LED-Lampen ersetzt. Sie erstrahlt nun im gewohnt warmen Licht, benötigt aber 90% weniger Strom.

Kategorie 3 - Biomassezentrum Spiez

Altholz + Grünabfälle = Strom, Dampf, Wärme und Kompost. Diese Rechnung des Biomassezentrums Spiez geht auf: Dank eines ausgeklügelten Wiederverwertungssystems hilft die Oberland Energie AG heute hunderttausende Liter Heizöl zu sparen und produziert dazu hochwertigen Kompost. Das aus einer Vergärungsanlage, einem Kompostierwerk und einer Alt- und Restholzheizung bestehende Biomassezentrum in Spiez wurde zusammen mit der Dr. Eicher+Pauli AG entwickelt und realisiert.

Kategorie 4 - System Alpenluft

Seit neustem weht in der Gemeinde Zermatt ein neuer Wind: Die Tourismusdestination setzt mit System-Alpenluft auf eine neuartige Abfallentsorgung, welche mit einem niedrigen Energieverbrauch und geringen CO2- und Lärmemissionen überzeugt. Die neu gegründete System-Alpenluft AG hat das System perfekt auf Zermatt zugeschnitten. Für den Abfalltransport kommen wendige, energieeffiziente Elektro-Seitenstapler zum Einsatz, die den benötigten Strom aus den beiden Wasserkraftwerken des Elektrizitätswerks Zermatt beziehen. Micro-Presscontainer verdichten den Abfall gleich vor Ort und reduzieren damit Entleerungsfahrten. Das beeindruckende Resultat ist eine Energieeinsparung von 80% gegenüber der herkömmlichen Abfallentsorgung.

Kategorie 5 - Gebäude und Raum: Romantik Hotel Muottas Muragl

Seit dem 1. Januar 2011 versorgt sich das Romantik Hotel Muottas Muragl oberhalb von Samedan (GR) ausschliesslich mit erneuerbaren Energien und produziert dank seines ausgeklügelten Energiesystems mehr Energie als es selber braucht. Es ist damit das erste Plusenergie-Hotel der Alpen und ein Leuchtturmprojekt für den Schweizer Tourismus. Die Eigentümerin des Hotels, die Bergbahnen Engadin St. Moritz AG, realisierte zusammen mit den Architekten + Ingenieure der Fanzun AG ein umfassendes Energiekonzept aus Sonnenkollektoren, Abwärmenutzung aus dem Bahnbetrieb, einer Photovoltaikanlage entlang des Bahntrassees sowie Erdsonden.

Spezialpreis der Jury: Energiepionier Walter Schmid

Zum vierten Mal vergibt die Jury einen Spezialpreis. Er geht an den Bauunternehmer Walter Schmid für sein Lebenswerk als Energiepionier. Walter Schmid verwirklicht seit drei Jahrzehnten verschiedene Projekte im Bereich der Energieeffizienz und erneuerbaren Energien. So baute er in den 1970er-Jahren die ersten Häuser in der Schweiz mit Sonnenkollektoren, Holzschnitzelheizungen und Wärmepumpen. Später realisierte er unter anderem das erste Bürogebäude mit integrierter Solarfassade und baute das erste Minergie-Mehrfamilienhaus. Sein grösster Erfolg ist aber sein weltweit beachtetes Kompogasverfahren zur Treibstoffgewinnung aus Küchenabfällen. Sein neustes Projekt ist die Umwelt Arena in Spreitenbach. Der energetisch konsequent optimierte Bau - unter anderem verfügt er über eine der grössten Photovoltaikanlagen der Schweiz mit einer Fläche von 5‘300 m2 - wird im Sommer 2012 eröffnet.

Quelle: Bundesamt für Energie

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Knappe Rohstoffe für Industrie

Noch im alten Jahr veröffentlichte das US-Energieminsterium (DOE) gemäss einem Bericht der Plattform Solarserver Angaben, laut denen eine Indium- und Tellur-Knappheit die Photovoltaik-Produktion kurz- bis mittelfristig beeinträchtigen könnte - in erster Linie aber nur für die so genannte Dünnschichttechnologie.

Dem Bericht "Critical Materials Strategy" von 2011 ging ein ähnlicher Vorjahresbericht voraus. Er schätzt die Indiumvorräte im Zeitraum bis 2015 als „fast kritisch“ ein; dasselbe gilt für Tellur zwischen 2015 und 2025. “Der Übergang zu einer sauberen Energiewirtschaft schafft Arbeitsplätze, erhöht unsere Sicherheit und bremst die Umweltverschmutzung”, sagte US-Energieminister Steven Chu. „Dieser Bericht liefert Informationen, die uns zu einer Zukunft der sauberen Energien führen. Er identifiziert Strategien, wie wir in den kommenden Jahren einer möglichen Verknappung wichtiger Rohstoffe begegnen können.“

Knappe Rohstoffe betreffen in erster Linie die Herstellung so genannter Dünnschichtzellen - etwa für die Photovoltaik-Module von First Solar, dem Weltmarktführer in diesem Bereich. Das Bild stammt aus deren Produktion.

„Der Bericht hilft, Gelegenheiten zu ergreifen und die amerikanische Innovationskraft zu nutzen, um Ersatzmaterialien zu finden, die Wiederverwertung zu stärken und die Vorräte seltener Erdmetalle und anderer Materialien zu sichern, die in der Energietechnik verwendet werden,“ so der US-Energieminister weiter. Tellur wird zur Herstellung von Dünnschicht-Solarzellen und -modulen aus Cadmiumtellurid (CdTe) verwendet (siehe auch Bild). Indium kommt bei der Produktion von PV-Modulen auf Basis von Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid (CIGS) zum Einsatz.

Dass diese beiden Materialien als knapp eingeschätzt werden, rührt von verschiedenen Faktoren her: Die Indiumvorräte gelten zwar als kurzfristig knapper; Dies sei aber nicht so bedenklich, da der Rohstoff zur Not durch andere Materialien ersetzt werden könne. Die Tellur-Versorgung wird als weniger riskant bewertet, aber da der Rohstoff so wichtig sei, stuft das DOE ihn mittelfristig als „fast kritisch“ ein. Tellur ist normalerweise ein Nebenprodukt der Kupfer- und Bleiherstellung.

Das DOE zählt Gallium, das auch in der CIGS-Photovoltaik verwendet wird, zu den 16 Elementen, die knapp werden könnten. Die Versorgung sei jedoch kurz- und langfristig „nicht kritisch“, würden das Risiko und die Wichtigkeit für eine saubere Energieproduktion in einer Matrix kombiniert betrachtet. Die Nachfrage nach diesen Rohstoffen wuchs nach Angaben des DOE schneller als diejenige für weit verbreitete Metalle wie beispielsweise Stahl. Der Bedarf bestehe nicht nur in der Energietechnik, sondern auch bei der Herstellung von Konsumgütern wie Mobiltelefonen und Fachbildfernsehern.

2011 entwickelte das Energieministerium seinen ersten Forschungs- und Entwicklungsplan für wichtige Rohstoffe. In diesem Zusammenhang vergibt das DOE neue Fördermittel für die beschleunigte Forschung, ruft internationale Workshops ins Leben und arbeitet mit verschiedenen Bundesbehörden zusammen. Für das Haushaltsjahr 2012 erhält das Ministerium 20 Millionen US-Dollar (rund 15 Millionen Euro), um ein Energie-Innovationszentrum zu finanzieren, das sich mit wichtigen Materialien beschäftigen soll.

Quelle: U.S. Department of Energy | solarserver.de

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AKW-Renaissance gestoppt

Nachdem sieben Jahre in Folge immer mehr AKW Baustellen auf unserer Erde eingerichtet wurden, brach diese Entwicklung im Jahr 2011 ab. Nur noch zwei AKW-Bauten wurden begonnen.

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Die vorläufigen Zahlen der ‚International Atomic Energy Agency’ zeigen Erfreuliches: Die mehrere Jahre zu beobachtende Zunahme neuer AKW-Baustellen auf unserer Erde ist 2011 gestoppt. Statt wie im Jahr 2010 sechzehn AKW-Bauten wurden im Jahr 2011 nur noch zwei begonnen. Hingegen wurden dreizehn Atomreaktoren still gelegt. Im Jahr zuvor war es nur einer gewesen.

Zurzeit sind 63 Atomreaktoren zur Stromerzeugung weltweit in Bau. Bei neun von ihnen war der Baubeginn jedoch schon vor 1990. Es sind eher Bauruinen. Die älteste AKW-Baustelle ‚Watts Bar 2’ ist 39 Jahre alt und liegt in den USA. In ihr spiegelt sich das jahrzehntelange Versagen der US-Energiepolitik.

Auch in China und Indien, wo in den letzten zehn Jahren mit Abstand die meisten AKW-Bauten angefangen wurden, brach diese Entwicklung erst Mal ab. Im Jahr 2011 wurde nur noch mit dem Bau eines 315 Megawatt-Reaktors in Pakistan und eines 700 MW-Reaktors in Indien begonnen. In China, wo im Jahr 2010 noch zehn AKW-Baustellen gestartet wurden, begann im Jahr 2011 kein einziger AKW-Bau. Hingegen wachsen dort die Solar- und Windkraftwerke mit immer neuen Installationsrekorden.

Quelle: FORUM Gemeinsam gegen das Zwischenlager und für eine verantwortbare Energiepolitik e.V. 2012 - Raimund Kamm 2012

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So wird 2012 solar

Von bestätigten Trends, dem Abschied einer Technologie und dem Aufschwung der solaren Weltwirtschaft. Sie steht 2012 vor ihrer ersten grossen Bewährungsprobe (die Branche formiert sich neu). Sie steht aber auch – und damit erstmals – im Mittelpunkt der Wirtschaft schlechthin, denn Solarstrom wird konkurrenzfähig.

Das neue Solarjahr beginnt wie das alte endete, mit einem Paukenschlag: Demnach schickt sich mit der chinesischen LDK eines der grössten Unternehmen der Branche an, das kleine aber feine deutsche Solarunternehmen Sunways zu übernehmen. Wie das 2005 im Südosten Chinas gegründete Unternehmen zum Jahreswechsel mitteilte, sollen zunächst ein Drittel der Aktien übernommen werden. Danach wolle LDK den übrigen Sunways-Aktionären deren Unternehmensanteile für gebotene 1,90 Euro je Aktie abkaufen. Am Freitag lag der Schlusskurs der Sunways-Papiere noch bei 1,54 .

Gemäss dem Umweltportal klimaretterinfo.org stand der Wechselrichter-Produzent Sunways vor Jahresfrist blendend da. Dann allerdings folgte das Streichkonzert der deutschen Regierung: Sunways schrieb allein im dritten Quartal knapp 9 Millionen Euro. Die Sunways-Konzernleitung machte deutlich, was der Schritt besagt: "Im Zusammenhang mit dem Einstieg der LDK Solar Germany Holding GmbH wurde zudem eine Aufhebungsvereinbarung ... über bestehenden Langzeitliefervertrag für Wafer abgeschlossen". Zu gut deutsch: Ab sofort hat LDK Solar das Sagen.

Damit setzt sich in schnellem Tempo fort, was sich im Laufe des vergangenen Jahres abzeichnete, nämlich die gehörigen Schwierigkeiten der europäischen und amerikanischen Solarunternehmen, auf den Weltmärkten zu bestehen – so wie zu Ende 2011 zu beobachten bei Solar Millenium und der Berliner Firma Solon. Zuvor waren schon US-Firmen pleite gegangen und die norwegische REC, einer der grössten Waferproduzenten weltweit, steckt in akuten Schwierigkeiten. Keine Hellseherei also, wenn ein weiterer gehöriger Umbruch in der Branche vorausgesagt wird.

Der Hintergrund: Jetzt kommt die grosse Preisschlacht, respektive sie setzt sich fort. Denn die Preisreduktionen bei Solarmodulen und die eingeleitete Absenkung der Preise für solare Kilowattstunden (Reduzierung um die Hälfte innerhalb dreier Jahre) werden anhalten. So heftig, dass die vom deutschen Solarmagazin Photon (das nie um Provokationen verlegen ist) vorhergesagte Konkurrenzfähigkeit des Solarstroms in nicht allzu ferner Zukunft eintreffen dürfte. Wohl gemerkt im Vergleich zur derzeit billigsten neuen Energiequelle, den neu erstellten Kohlekraftwerken. Photon prophezeit für das Jahr 2016 Kilowattstundenpreise um die 6 Cent - gleich wie bei Kohle.

2012 wird Jahr der Grossanlagen – so wie gerade noch vor Jahresschluss das erste 100-Megawattprojekt abgeschlossen und ans Netz angeschlossen wurde (siehe Solarmedia vom 29. Dezember 2011), wird es mit Siebenmeilenstiefeln weitergehen. Bereits sind in den USA Solaranlagen mit einer Kapazität von jeweils 550 Megawatt im Bau. Und dass das ganz reale Projekte mit guten wirtschaftlichen Aussichten darstellen, belegt, das noch im Dezember bekannt gewordene Engagement von Warren Buffett in eben diesen (siehe Solarmedia vom 7. Dezember 2011). Hätte es eines Beweises bedurft für den Aufstieg der Branche, so lieferte ihn ausgerechnet der Hersteller elektronischer Massenprodukte Foxconn: Der taiwanesische Elektronikriese wird bald auch Zellen und Module produzieren. Für andere Produzenten wird es damit enger. Foxconn ist ein harter neuer Wettbewerber.

Übrigens: Von zehn Solartrends hatte Solarmedia anfangs 2011 geschrieben (siehe «Willkommen im Solarjahrzehnt» vom 5. Januar 2011). Die Trends haben sich allesamt im laufenden Jahr zumindest verstärkt, wenn nicht gar bestätigt. So hiess es damals unter anderem:

• Die Netzparität wird erreicht - und das schon bald
• Neue Märkte erlangen ungeahnte Bedeutung
• Solarthermie hat wieder Fahrt aufgenommen
• Atomstrom ist der grosse Konkurrent
  

Abstriche sind allenfalls bei der These vom Atomstrom als grossen Konkurrenten zu machen. Noch ist der atomare Wahn zwar nicht übertrumpft, aber Fukushima hat zweifellos eine Trendwende eingeleitet. Sie wurde in den vergangenen Tagen noch unterstrichen durch das Ende eines anderen Technikwahns. In Deutschland wurden endgültig die Träume beerdigt von der superschnellen Magnetschwebebahn, dem Transrapid. Das dürfte ein Menetekel sein für die nach wie vor weit von der Realisierbarkeit entfernte Kernfusion (siehe Zeit vom 30. Dezember 2012). Denn herkömmliche Züge auf Rädern fahren unterdessen schneller als der Transrapid – und die Erneuerbaren werden billiger und viel schneller Strom produzieren als die Kernfusion.

© Solarmedia

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