Das unendliche Potenzial der Sonne nützen

Die Technologie, die aus Sonnenenergie mit Hilfe von Solarzellen Strom erzeugt, heißt Photovoltaik (PV). Sie hat sich in den letzten Jahren in Riesenschritten entwickelt. Die Produktionskosten sind stark gesunken, der globale Ausbau verlief wesentlich schneller, als selbst die optimistischsten Befürworter angenommen hatten.

Die Photovoltaik weist große Wachstumsraten auf, aber gleichzeitig gilt es, den Ertrag und den Einsatz weiter zu erhöhen, um die Klima- und Energieziele zu erreichen. Denn bis 2030 sollen in Österreich erneuerbare Energiequellen so viel Elektrizität erzeugen, dass der nationale Gesamtstromverbrauch zu 100 Prozent (national bilanziell) gedeckt ist. 

Damit das gelingt, muss die Sonnenenergie einen erheblichen Anteil übernehmen und die installierte Leistung von derzeit 1,25 Gigawatt auf mindestens 15 Gigawatt erhöht werden. Bis 2050 steht dann eine nochmalige Verdopplung auf 30 Gigawatt an. Der Einsatz  der Photovoltaik kann bei innovativen Energiekonzepten für Einfamilienhäuser, größere Wohngebäude oder auch für Plusenergiequartiere im städtischen Raum bereits standardmäßig erfolgen  – und ist damit auch integraler Bestandteil einer nachhaltigen Energieinfrastruktur. Der Forschung stellen sich Fragen der Ertragsoptimierung und der Weiterentwicklung von PV-Modulen.

Eine Möglichkeit zur Ertragssteigerung bietet der Einsatz neuartiger Modultechnologien wie beispielweise „bifaziale“ PV-Module. Bei herkömmlichen Modultechnologien wird das Licht nur von der sonnenzugewandten Seite in Strom umgewandelt. Bifaziale Module hingegen können direktes und reflektiertes Sonnenlicht sowohl von der Vorder- als auch von der Rückseite des Moduls nutzen und in Strom umwandeln. Somit kann mit der gleichen installierten Fläche um bis zu 20 Prozent mehr Sonnenenergie auf einmal genutzt werden.

Das Center for Energy des AIT Austrian Institute of Technology leitet aktuell das europäische Projekt „BI-FACE“, in dem es um diese verbesserte Nutzung geht. Bei bifazialen Solarmodulen müssen auch Faktoren wie Standort, Design, Bodenreflexion und Positionierung für eine optimale Leistung in Betracht gezogen werden. Um die neuen Module für Unternehmen, aber auch für Privathaushalte interessant zu machen, wurden sie im Zuge des Projekts in drei unterschiedlichen Klimazonen getestet: subtropisch (Zypern), gemäßigt (Österreich) und maritim gemäßigt (Niederlande). Das Team berücksichtigt in der Betrachtung auch den Aspekt der Standardisierung und entwickelt innovative Montage- und Befestigungsstrukturen.  

Forschung, wie sie auch am AIT betrieben wird, spielt auf dem Weg hin zur Energiewende eine entscheidende Rolle. Neben langjährigem Know-how kann das AIT dabei auch auf bestens ausgestattete Labore zurückgreifen. Ein Schwerpunkt liegt hierbei auf der Qualitätssicherung von PV-Modulen und -Systemen, unter anderem durch Leistungsmonitoring, Ertragsprognosen und Effizienzoptimierung.