Dachsolarmodule der nächsten Generation erreichen Rekordeffizienz
insolightDas Schweizer Unternehmen Insolight geht einen ganz neuen Weg, um hocheffiziente Solarmodule für den Dachmarkt zu entwickeln. Das patentierte optische System konzentriert das Licht auf eine Reihe von winzigen, platzsparenden Mehrfachanschluss-Photovoltaikzellen. Während die heutigen Standardmodule auf dem Dach einen Wirkungsgrad von 17-19% aufweisen, wurde das Vorserienmodul von Insolight von der Universidad Politécinica de Madrid (IES-UPM) zwei Jahre nach einem ersten Rekord an einem Laborprototypen mit beeindruckenden 29% validiert. Mit der ersten Vorserie einer Großserie, die kostengünstig und kompatibel zu bestehenden Montageanlagen ist, hat das im EPFL-Innovationspark ansässige Unternehmen einen entscheidenden Schritt in Richtung Industrialisierung getan.
Ein vielseitiges und effizientes Design: Weltraumzellen für alle
Insolight verwendet ein einzigartiges Design, um eine so hohe Effizienz zu erreichen. Das Schutzglas der Platte bettet ein Gitter aus Linsen ein, die das Licht um mehrere hundert Mal bündeln. Unter dieser optischen Schicht wird das direkte Sonnenlicht auf eine Reihe von Hochleistungs-Solarzellen in Weltraumqualität fokussiert. Um der Bewegung der Sonne zu folgen, verschiebt sich die Zellanordnung täglich nur um wenige Millimeter horizontal. Das gesamte System ist in einem schlanken Modul untergebracht, ähnlich wie bei Standardsolarzellen, das die mechanischen Teile schützt. Das Produkt von Insolight hat den gleichen Formfaktor und das gleiche Erscheinungsbild wie Standardpaneele und kann problemlos in den branchenüblichen Konfigurationen, auf Dächern oder auf dem Boden montiert werden.
Industrielle Einsatzbereitschaft: Insolight als Partner der Hersteller
Das System von Insolight kann als Überlagerung auf einem Standard-PV-Modul montiert werden. Dieser hybride Ansatz ist besonders effektiv bei bewölktem Himmel, wenn die Konzentrationseffizienz sinkt, um die Energiegewinnung unter diffuser Sonneneinstrahlung aufrechtzuerhalten. Um den Markteintritt zu beschleunigen, diskutiert Insolight derzeit mit mehreren Solarherstellern über die Lizenzierung seiner Technologie. "Unsere Technologie beinhaltet einige zusätzliche Montageschritte, die am Ende bestehender Produktionslinien hinzugefügt werden können, um die bereits vorhandenen Produktionskapazitäten zu nutzen", sagt Coulot. Durch die deutliche Steigerung des Energieertrags werden die Module von Insolight im Vergleich zu herkömmlichen PV-Modulen mehr Energie und höhere Investitionsrenditen liefern. "Unsere Technologie kann die Kosten für Solarstrom auf Dächern in sonnenreichen Ländern um bis zu 30% senken", sagt Coulot, der erwartet, dass bis 2022 das erste Insolight-Produkt auf den Markt kommt.
Insolight wird von mehreren Programmen der Europäischen Kommission (H2020, Eurostars, Climate KIC), nationalen Programmen (Innosuisse, Bundesamt für Energie, Innovaud, SPEI, FIT, VentureKick, CleanTech Alps), der Europäischen Weltraumorganisation (ESA BIC) und EPFL (Innogrant) unterstützt.
Laurent Coulot, CEO & Mitbegründer Insolight
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Wie verhält es sich mit dem Ressourcenverbrauch? Der Wirkungsgrad für sich sagt noch nichts darüber aus, ob diese neue Technologie wirklich besser ist als die etablierten Technologien. Dazu kommt das Problem: Ob wir nun den Wirkungsgrad der Solarzellen steigern oder Zellen mit bisherigem Wirkungsgrad vervielfachen, ändert nichts am Problem, dass PV erst Sinn macht, wenn die Energie zu vernünftigen Bedingungen gespeichert werden kann.
Aha, Solarenergie kann unter Umständen also Sinn machen! Das tönt doch schon viel moderater als auch schon, Herr Saurer. Ich vermute, Sie beobachten, wie in Amerika Wind- und Solaranlagen mit Speichern zu Selbstläufern werden.
Elektromobile mit intelligenten, bidirektionalen Ladegeräten werden mittelfristig die Speicher sein und sie werden die Energie immer dort zur Verfügung stellen, wo der Besitzer sich gerade aufhält, bis zu 10 Tage ohne nachzuladen.
Falls die Photovoltaikanlagen mit einem Faktor 4 überdimensioniert würden, bräuchte es auch im Winter nurnoch kleine Kurzzeitspeicher. In allen anderen Jahreszeiten stehe uns dann vielzuviel Energie zur Verfügung, die für ganz neue, noch unvorstellbare Geschäftsideen verwendet werden könnte. Skeptiker werden jedoch auch dann noch mit Öl heizen, Dieselauto fahren und die neuen Technologien hinterfragen…
Guter Ansatz!
By the way @Markus Saurer – Speichertechnologien boomen. Warum sollte in der Stromversorgung nicht möglich sein, was die Ernährung schon lange realisiert hat. Und die basiert ja auf einem beiläufigen Effekt namens Photosynthese mit einem Wirkungsgrad um die 0.5 bis 1%. Funktioniert übrigens in der Nacht und im Winter so gut wie gar nicht. Trotzdem sind die Läden nicht leer und wir müssen nicht hungern. Fastenzeiten kennen wir nur aus Geschichtsbüchern. Welchen fundamentalen Grund gibt es, dass dies nicht auch in der Energiegewinnung gelingen kann? Immerhin liegt der Wirkungsgrad eine Grössenordnung über der Photosynthese.
Wie verläuft der Wirkungsgrad in der Funktion des Einstrahlwinkels ?
Muss ich die Panels der Sonne nachführen, damit die Linsenoptik das Licht immer schön auf die kleinen Chips bringt ?
Sehr geehrter Herr Bertschy,
Der Wirkungsgrad wird bei einem Akzeptanzwinkel von 120 Grad beibehalten.
Es ist nicht erforderlich, das Panel zu drehen – das Mikro-Tracking erfolgt automatisch im Modul.
Freundliche Grüsse
Fabien Lüthi, BFE