Sauberer Strom

Die begrenzten Vorkommen von fossilen Brennstoffen und die damit verbundenen klimaverändernden Kohlenstoffemissionen haben einen dringenden Bedarf an alternativen, erneuerbaren Energiequellen geschaffen. Photovoltaik (PV)-Technologie liefert Solarstrom mithilfe von Paneelen aus einer Reihe von Solarzellen, die Sonnenlicht in Elektrizität umwandeln.

Obwohl das Sonnenlicht eine reichlich verfügbare, saubere Energiequelle ist, sind aktuelle PV-Anlagen relativ ineffizient. Das innovative alternative System der konzentrierenden Photovoltaik (CPV) erhöht die Effizienz durch Verwendung von Linsen und gekrümmten Spiegeln, um das Sonnenlicht auf die Solarzellen zu konzentrieren.

Die CPV-Technologie steckt noch in den Kinderschuhen und ihre Umsetzung auf breiter Basis wird durch wissenschaftliche und technische Probleme erschwert. Vor diesem Hintergrund bewältigte die EU-finanzierte Initiative SUN ON CLEAN (Study of soiling effect and glass surface modification of concentrating photovoltaic (CPV) modules: Climate influence and comparative testing) eine der größten Herausforderungen in diesem Bereich: die Staubansammlung auf CPV-Modulen.

Staubablagerungen auf CPV-Glaslinsen streuen das durch sie durchfließende Licht und reduzieren deren Effizienz. SUN ON CLEAN, eine Partnerschaft zwischen Brasilien, Italien, Russland und Spanien, untersuchte Möglichkeiten zur Beschichtung des Glases, um Verschmutzung zu verhindern und um es selbstreinigend zu machen.

Die Forscher entwickelten zwei Beschichtungen, die Verschmutzung auf unterschiedliche Weise verhindern. Hydrophobes Siliziumdioxid wird als dünner Film auf der Glasoberfläche aufgebracht und weist Wasser sowie jeglichen Staub und Verunreinigungen darin ab. Die andere Beschichtung besteht aus Siliziumdioxid und Titandioxid und tut genau das Gegenteil: Sie zieht Wasser an und wäscht im Wesentlichen Verunreinigungen und Schmutz ab, in ein Wasserfilm auf der Glasoberfläche gebildet wird.

Die Forscher testeten ihre Beschichtungen unter verschiedenen Klimabedingungen in Brasilien, Italien und Spanien und schufen neue Charakterisierungsmethoden, um die Schmutzwirkung in Bezug auf den Spektrumeffekt an den Mehrfachsolarzellen von CPV-Modulen zu isolieren. Sie fanden heraus, dass beide Beschichtungen effektiver als derzeit verwendete Antischmutzbeschichtungen waren.

Die innovativen selbstreinigenden Antischmutzbeschichtungen von SUN ON CLEAN werden für den industriellen Einsatz hochskaliert und für den Langzeiteinsatz getestet werden.

Dieser Fortschritt in der CPV-Technologie wird sie der breiten Anwendung einen Schritt näher bringen.