Eine neue Antireflexbeschichtung half den Freiburger Wissenschaftlern den Wirkungsgrad um 1,5 Prozent unter konzentriertem Sonnenlicht zu steigern. Nach Angaben des Freiburger Instituts haben sie damit die bislang effizienteste Solarzelle der Welt entwickelt.

Mehrfachsolarzellen haben das Potenzial, die Wirkungsgrade der aktuell gängigen Photovoltaik-Technologien deutlich zu erhöhen. Im Projekt „50Prozent“ verriet bereits der Name, was die Forscher des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE erreichen wollen. Dabei kommen sie ihrem Ziel immer näher. Nun haben sie mit Hilfe einer neuen Antireflexbeschichtung die Effizienz der bislang besten Vierfach-Solarzelle von 46,1 auf 47,6 Prozent bei 665-facher Sonnenkonzentration verbessert. Die Ergebnisse stellten sie auf dem aktuell stattfindenden „2. Internationalen TandemPV Workshop“ in Freiburg vor.

Das Forschungsprojekt „50Prozent“ läuft bereits seit zwei Jahren. Es wird vom Bundeswirtschaftsministerium gefördert. Ziel ist die Herstellung einer Solarzelle mit 50 Prozent Wirkungsgrad, wobei jede einzelne Schicht optimiert werde und prozesstechnologische Verbesserungen an den Metallkontakten unternommen würden. „Wir wollen mit unserer Arbeit einen Beitrag leisten, um die konzentrierende Photovoltaik noch effizienter und wettbewerbsfähiger zu machen, denn wir glauben, dass dies die nachhaltigste Form der erneuerbaren Stromerzeugung ist“, erklärt Frank Dimroth, Abteilungsleiter für III-V Photovoltaik und Konzentrator-Technologie am Fraunhofer ISE.

Seit einem Jahr finden die Forschungsarbeiten am damals eröffneten Zentrum für höchsteffiziente Solarzellen statt. Bereits 2016 sei gemeinsam mit dem französischen Hersteller Soitech die Schichtstruktur der Vierfach-Solarzellen entwickelt worden, hieß es weiter. Es handele sich um eine obere Tandemsolarzelle aus Gallium-Indium-Phosphid (GaInP) und Aluminium-Gallium-Arsenid (AlGaAs), die von Soitec auf eine untere Tandemsolarzelle aus Gallium-Indium-Arsenid-Phosphid (GaInAsP) und Gallium-Indium-Arsenid (GaInAs) gebondet wurde. Diese sei nun mit verbesserten Kontaktschichten und einer vierlagigen Antireflexionsschicht versehen worden. Damit sinken dem Fraunhofer ISE zufolge die Widerstandsverluste sowie die Reflexion auf der Vorderseite der Zelle, der in einem breiten Spektralbereich von 300 bis 1780 Nanometern empfindlich sei. Herkömmliche kristalline Solarzellen absorbierten das Sonnenlicht nur bis zu einer Wellenlänge von 1200 Nanometern und benötigen damit keine solch breitbandige Entspiegelung, so die Forscher aus Freiburg weiter.

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Video: Die Situation bei Wechselrichtern und Speichern bezeichnete pvXchange-Gründer Martin Schachinger in einem Gespräch auf der Intersolar Europe als dramatisch. Währenddessen sind die Probleme in China auf die Modulpreise noch nicht durchgeschlagen. Doch was helfen alle Komponenten, wenn es keine Handwerker gibt, die Photovoltaik-Anlagen installieren können?

Ein paar Tage ist es bereits her: Die europäische Solar- und Speicherindustrie traf sich in München zur The Smarter E und die Stimmung war allerorts optimistisch bis überschwänglich. Die Bilanz fiel so auch äußerst positiv aus: Mehr als 65.000 Besucher drängten sich in den drei Tagen durch die 12 Messehallen, in diesen 1356 Aussteller präsent waren. In einem Video hat pv magazine versucht, die Stimmung einzufangen. Denn nicht alles ist aktuell rosig, etwa wenn es um Photovoltaik-Komponenten oder Handwerkerkapazitäten geht, zeigt sich eine Diskrepanz zu den hohen Zielen.

„Wir haben eine dramatische Situation bei Wechselrichtern und Speichern, was eben immer zu Preiserhöhungen führt. Bei Modulen sind wir im Moment noch relativ entspannt“, sagte so Martin Schachinger, Gründer von pvXchange. Probleme in China hätten sich noch gar nicht richtig auf die Preisentwicklung bei den Modulen ausgewirkt. „Es kann allerdings sein, dass sich der Lockdown in China in zwei oder drei Monaten dann auch hier preislich bemerkbar macht“, so Schachinger weiter.

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Forscher der Universität im dänischen Aarhus und der TU Berlin haben ausgerechnet, dass in Europa von 2025 bis 2035 jährlich insgesamt 400 Gigawatt neuer Photovoltaik- und Windenergie-Leistung zugebaut werden muss, um dem Pariser Klimaabkommen gerecht zu werden.

Ohne CO2-Abscheidung aus der Luft wird es nicht möglich sein, in Europa bis Mitte des Jahrhunderts Treibhausgasneutralität zu erreichen. Zu diesem Ergebnis kommen Forscher der Universität im dänischen Aarhus, mit Unterstützung von Kollegen der TU Berlin. Zugleich weisen sie darauf hin, dass der Kontinent zwischen 2025 und 2035 jährlich 400 Gigawatt an zusätzlicher Solar- und Windenergieleistung benötigt.

Die Wissenschaftler haben den Weg des europäischen Energiesystems zu einer Netto-Null-Energieversorgung und zur Begrenzung des globalen Temperaturanstiegs in diesem Jahrhundert auf 1,5 Grad modelliert. Die Ergebnisse wurden letzte Woche in der Zeitschrift Joule veröffentlicht.

Der Studie zufolge muss das Stromnetz ausgebaut werden, um die Flut der intermittierend erzeugenden erneuerbaren Energien aufnehmen zu können. Power-to-X-Technologien, einschließlich der Erzeugung von grünem Wasserstoff, werden auch benötigt, um schwer dekarbonisierende Industrien, die Luftfahrt, die Schifffahrt und den Güterverkehr mit Strom zu versorgen. Grüner Wasserstoff ist unverzichtbar, um die fluktuierenden Erträge von Solar- und Windparks auszugleichen.

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Der bayerische Ministerrat hat den Weg frei gemacht für den Erwerb eines Grundstücks für das geplante Wasserstofftechnologie-Anwenderzentrum (WTAZ) in Pfeffenhausen bei Landshut. Das Zentrum wird sich ab 2024 auf die Wertschöpfungskette der Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologien für die Mobilität konzentrieren. Es soll Unternehmen die Möglichkeit geben, entsprechende Produkte zu entwickeln, zu testen und zu zertifizieren. Zur Produktion von grünem Wasserstoff soll am Standort bis 2023 ein fünf Megawatt starker Elektrolyseur installiert werden.

Bayern will die Einrichtung mit mindestens 30 Millionen Euro unterstützen. Das WTAZ gehört zu den vier Nationalen Wasserstoffzentren in Deutschland. Die Bundesregierung will die Zentren mit insgesamt 72,5 Millionen Euro fördern.

Mit Daimler Truck steht bereits ein Ankernutzer für das WTAZ bereit. Das Unternehmen will in Pfeffenhausen Brennstoffzellen-LKWs prüfen. „Die Entscheidung von Daimler Truck zeigt, wie wichtig das WTAZ für den Hochlauf der Wasserstofftechnologie in der Mobilität ist“, sagt der bayerische Wirtschaftsminister Hubert Aiwanger (Freie Wähler). Gerade im Schwerlastverkehr bilde Wasserstoff eine ideale Alternative zu fossilen Brennstoffen. „Nur dadurch schaffen wir die Verkehrswende hin zu klimaneutralen Fahrzeugen auf unseren Straßen.“

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Der Energiedienstleister Erdgas Südwest zählt zu den Pionieren der schwimmenden Photovoltaik in Deutschland. So hat das badische Unternehmen bereits vor drei Jahren erste Floating-Anlagen auf heimischen Seen installiert. Nun soll eine weitere hinzukommen: Zusammen mit den Stadtwerken Baden-Baden will Erdgas Südwest auf dem Kühlsee in Iffezheim eine schwimmende Anlage mit einer Leistung von bis zu sechs Megawatt errichten. Die Partner haben das Projekt jetzt dem Gemeinderat präsentiert, der nun das Genehmigungsverfahren anstoßen muss. Die Installation könnte im Sommer 2023 starten.

Die Stadtwerke Baden-Baden erwerben einen Teil der Anlage und beliefern das am und im See tätige Kieswerk EKS Eugen Kühl und Söhne mit grünem Strom. Mit dem verbleibenden Anteil der Photovoltaik-Anlage versorgt Erdgas Südwest die Kronimus AG Betonsteinwerke in direkter Nachbarschaft.

„Baggerseen sind optimal geeignet, um darauf Solarkraftwerke zu schaffen“, erklärt Boris Heller, Projektverantwortlicher bei Erdgas Südwest. „Sie stehen in keiner Flächenkonkurrenz und liefern genau dann grünen Strom, wenn er von den Kies- und Betonsteinwerken für den Betrieb von Maschinen, Baggern und Förderbändern benötigt wird.“

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Wie kann ein ökonomisch so schwaches Land wie Russland die stärkste Atommacht der Welt sein und teure Militäraggressionen gegen Nachbarländer verüben wie zur Zeit gegen die Ukraine?

Die Antwort ist einfach: Weil viele Staaten der Welt, darunter Deutschland, seit Jahrzehnten durch den Kauf von russischem Gas, Kohle und Öl die russische Kriegskasse füllen.

Jetzt erst wachen die westlichen Staaten, die Putins Kriegskasse am meisten gefüllt haben, allmählich auf und rüsten sich für mehr Energie-Unabhängigkeit. Die EU hat in diesen Tagen ein 300-Milliarden Euro-Paket geschnürt, um die meiste Energie in Zukunft über die heimische Sonne und den heimischen Wind zu beziehen. Regionen und Unternehmer in Europa sollen bis 2030 300 Milliarden Euro in Sonnen- und Windtechnologien investieren, um unabhängiger von Russlands fossiler Energie zu werden.

Dazu die EU-Kommissionspräsidentin Ursula von der Leyen: „Wir müssen die Abhängigkeit von Russland im Energiebereich so schnell wie möglich verringern. Und wir können das.“ Endlich, möchte man sagen.

Warum kommt die Solarpflicht so spät?

Sonne, Wind, Wasserkraft, Bioenergie, Geothermie und solar erzeugter Wasserstoff sollen die EU-Länder bis 2026 zu 100 Prozent unabhängig von Russland machen. Ab 2026 sollen Solardächer auf Geschäfts- und Bürogebäuden verpflichtend werden und ab 2029 auch auf Privathäusern.

Weil wir bei Solartechnik heute von China so abhängig sind wie von Putins Gas. Und das obwohl die heutigen Solar- und Windtechnologien fast alle in Deutschland erfunden wurden. Frau von der Leyen sagte auch, um die neuen Ziele zu erreichen, müssen sich die Kapazitäten der Sonnen- und Windtechnologien bis 2030 vervierfachen. Das heißt: Die EU muss mindestens 100 neue große Solarfabriken und viele neue Windrad-Fabriken rasch bauen.

Die EU will also mit Wind und Sonne endlich gegen Putin und seine Aggressionen vorgehen. Jetzt plötzlich ist also das Klima „der Vater aller Dinge“, so wie beim griechischen Philosophen Heraklit „Der Krieg ist aller Dinge Vater“ war, kommentierte die TAZ. Krieg und Energie hängen schon immer zusammen. Seit weit über 100 Jahren werden Kriege um Öl geführt. Die Alternative heißt: Frieden durch die Sonne.

Um die Sonne kann kein Land je einen Krieg führen. Unser Zentralgestirn hat einen Sicherheitsabstand zur Erde von 150 Millionen Kilometern. Da kommt auch kein Putin ran. Und diese Energiequelle Nummer eins schickt uns 15.000 mal mehr Energie wie heute alle Menschen zusammen brauchen.

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Quelle: https://www.sonnenseite.com

Auf Anfrage eines CDU-Bundestagsabgeordneten erklärte Staatssekretär Patrick Graichen, derzeit würden Gründe für den Fortbestand oder die Abschaffung der Regelung geprüft. Nach dem EEG 2021 muss die Wirkleistung bei der Einspeisung von Photovoltaik-Anlagen bis 25 Kilowatt auf 70 Prozent beschränkt werden.

Kleine Photovoltaik-Anlagen bis 25 Kilowatt – vor dem EEG 2021 bis 30 Kilowatt – unterliegen der Regelung, wonach am Verknüpfungspunkt mit dem Netz die maximale Wirkleistungseinspeisung auf 70 Prozent der installierten Leistung begrenzt wird. Bei Betreibern sorgt diese Regelung immer wieder für Unmut und nun hat die Frage nach dem Sinn der Regelung auch das Bundeswirtschaftsministerium erreicht. Der CDU-Bundestagsabgeordnete Moritz Oppelt hat bei der Bundesregierung nachgefragt, ob sie plane die Wirkleistungsbegrenzung bei Photovoltaik-Anlagen abzuschaffen oder zu reformieren

„Derzeit wird geprüft, ob die Gründe für die Regelung fortbestehen und wie sie angepasst werden kann“, erklärt Patrick Graichen, Staatssekretär im Bundeswirtschaftsministerium.“ Gegebenenfalls soll zeitnah ein Vorschlag vorgelegt werden.“ Nähere Ausführungen macht Graichen nicht.

Kürzlich hatte Johannes Weniger von der HTW Berlin in einem Interview mit pv magazine erklärt, dass durch diese EEG-Regelung je nach Standort bei optimal nach Süden ausgerichtete Photovoltaik-Anlagen durch die 70-Prozent-Limitierung maximal 3 bis 6 Prozent des Energieertrags verloren gingen. Die Verluste hingen auch davon ab, wie groß der Wechselrichter im Verhältnis zur Photovoltaik-Anlage ist. Mit einem vorausschauenden Laden der Batteriespeicher könnten die Verluste jedoch auch auf nahezu null reduziert werden, so Weniger weiter.

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Interview: Die allgemeine bauaufsichtliche Zulassung des Deutschen Instituts für Bautechnik (DIBT) sieht vor, dass nur Solarmodule mit einer Größe bis zwei Quadratmetern in Photovoltaik-Dachanlagen verbaut werden dürfen. Die neuen Solarmodule mit großen Wafern können diese Grenze überschreiten. Kai-Wilfrid Schröder hat als Geschäftsführer von Celanx jahrelange Erfahrung in der Projektentwicklung und Installation von Erneuerbare-Energien-Projekten für die Eigenversorgung von Industrie und Gewerbe im In- und Ausland gesammelt, findet die Vorschrift überholt. Zumal Paneele mit drei Quadratmetern für Solarthermie-Anlagen kein Problem auf deutschen Dächern darstellen.

pv magazine: Mittlerweile kommen immer mehr Module mit großen Wafern auf den Markt. Sie überschreiten die Grenze von 2 Quadratmetern. Warum ist das problematisch?

Kai-Wilfrid Schröder (Foto): Zwangsläufig überschreiten die Module mit den größeren Wafern nicht die zwei Quadratmetern, aber die neue Dimension der Wafer führt schon zu eher breiteren Modulen. Zur Wahrung der Höhen/Breiten-Relation werden die Module dann auch höher und damit größer. Module mit einer Einzelfläche von mehr als zwei Quadratmetern dürfen nicht auf Dächern bis 75 Grad Neigung verbaut werden und haben keine baurechtliche Zulassung aus Sicht des DIBT. Damit sind die Wahlmöglichkeiten des Installateurs, die richtige Modulgröße zum Dach zu finden und verbauen, eingeschränkt.

Gibt es einen Grund, warum die Beschränkung auf zwei Quadratmeter wichtig ist?

Ein Grund ist uns nicht bekannt. Es kursieren Gerüchte, dass die Grenze von zwei Quadratmetern nahezu willkürlich festgelegt wurde, weil sich das DIBT bei der Einführung der Beschränkung nicht vorstellen konnte, dass die Module einmal so groß werden. Aus praktischer Sicht kennen wir keine Gründe, warum die Begrenzung auf zwei Quadratmetern Sinn ergeben kann. Weder der Brandschutz noch der Arbeitsschutz werden unterlaufen, wenn die Module größer werden.

Bei Paneelen für Solarthermieanlagen gilt diese Grenze nicht, sondern sie dürfen bis zu 3 Quadratmetern groß sein. Ist diese Unterscheidung sinnvoll?

Die Modulgröße und das Gewicht sind keine limitierenden Faktoren bei der Installation. Je nach Modultyp und Dach müssen projektspezifische Lösungen für den Transport der Module auf das Dach gefunden werden.

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Der bayerische Ministerpräsident hat das neue Energiekonzept für Bayern vorgestellt. Bis 2030 soll das Bundesland die Produktion von Strom aus erneuerbaren Energien verdoppeln. Aber auch die Verlängerung der Laufzeiten von Atomkraftwerken steht zur Debatte.

„Jedes Fitzelchen“ an erneuerbaren Energien solle genutzt werden, versprach Bayerns Ministerpräsident Markus Söder (CSU), als er am Dienstag das neue Energiekonzept für Bayern vorstellte. Er will die Produktion von Strom aus erneuerbaren Energien bis 2030 verdoppeln. Insbesondere die Photovoltaik soll dazu beitragen. „Ziel ist, die Stromerzeugung aus Solarenergie bis 2030 von heute 13 auf 40 Terawattstunden zu verdreifachen“, schreibt dazu die Staatskanzlei. Dabei soll das Land selbst einiges dazu beitragen, unter anderem durch Photovoltaik-Anlagen auf allen geeigneten staatlichen Gebäuden, mehreren Agri-Photovoltaik-Anlagen auf dem Gelände der Bayerischen Staatsgüter sowie der Verpachtung von staatlichen Flächen an Bürgerenergiegenossenschaften und Bürgergesellschaften.

Selbst die in Bayern bislang quasi sakrosankte 10H-Regelung, die den Mindestabstand von Windrädern zu Siedlungsflächen vorgibt, kippt. Allerdings nur in kleinem Rahmen. Künftig sollen entlang von Autobahnen im Umfeld von Gewerbegebieten und in Waldregionen 1000 Meter Abstand genügen.

Söder kritisierte zudem, dass der Ausbau des Stromnetzes zu langsam vorangehe. Das liegt zum Teil auch an seinen Parteigenossen. Denn auf dem Land gibt es nach wie vor Widerstand gegen die wichtigen Nord-Süd-Verbindungen.

Rolle rückwärts

Lange hat sich Bayern auf ein funktionierendes Stromnetz verlassen, ohne für ausreichend lokale Stromproduktion zu sorgen. Jetzt ist der Handlungsdruck groß. Zumal es Sorgen um die Gasversorgung gibt. Denn einer der wichtigsten Speicher für Gas, der Süddeutschland beliefert, steht im österreichischen Haidach – und ist ziemlich leer. Österreichs Wirtschaftsministerin Margarete Schramböck hatte bereits Anfang Mai klargestellt, dass Österreich vorrangig die Speicher mit Gas befüllen werde, die der Versorgung des eigenen Landes dienten.

Söder, einst als Umweltminister in der bayerischen Landesregierung nach der nuklearen Katastrophe im japanischen Atomkraftwerk Fukushima Vorkämpfer in der Union für den Ausstieg aus der Technologie, fordert mittlerweile eine Verlängerung der Laufzeiten der bestehenden AKW. Dass die bestehende Erzeugung aus Atomkraft vorerst bestehen bleibe, gehöre zum Energiekonzept. Selbst beim Thema Kohle war anlässlich der Präsentation des Energiekonzepts kein klares „nein“ zu hören. „Um die Erdgasvorräte zu schonen, müssen wir sowohl die geplanten wie auch die bereits erfolgten Stilllegungen von Kohlekraftwerken kritisch überprüfen“, schreibt die Staatskanzlei.

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Interview: Bis zum 23. Mai läuft die Vernehmlassung zur Änderung des Energiegesetzes in der Schweiz. Der Bundesrat hat die Option geprüft, eine Pflicht zur Nutzung von Solarenergie an geeigneten Neubauten einzuführen und sich dagegen entschieden. Der Kantonsrat der Grünliberalen Thurgau, Marco Rüegg, versucht mit eigenen Vorstößen in seiner Region, den Ausbau der Photovoltaik und anderer Erneuerbarer voranzubringen und damit schweizweit ein Zeichen zu setzen. Doch auch dies gestaltet sich schwierig.

pv magazine: Sie haben als Kantonsrat der Grünliberalen Thurgau einen Vorstoß gestartet mit dem Ziel, den Anteil der kantonalen erneuerbaren Stromproduktion auf 40 Prozent zu erhöhen. Wie kam es dazu und was ist daraus geworden?

Marco Rüegg: Die Regierung des Kantons Thurgau hat ein Energiekonzept 2020-2030 entwickelt, in dem der Ausbau der erneuerbaren Energien skizziert ist. Uns geht der darin skizzierte Anteil von 320 Gigawattstunden pro Jahr viel zu wenig weit. Gemäß einer Studie des WWF von 2020 braucht der Kanton nach jetziger Ausbaugeschwindigkeit 216 Jahre und die ganze Schweiz 262 Jahre, bis das volle Photovoltaik-Potenzial erreicht wird. Wenn wir die beschlossenen Klimaziele erreichen wollen, müssen wir den Ausbau der erneuerbaren Energien massiv beschleunigen.

Darauf zielte ihre Motion ab?

Ein Ziel der Motion ist es, die erneuerbare Stromproduktion bis 2030 auf einen Anteil von 40 Prozent am Elektrizitätsverbrauch zu entwickeln. Mit den aktuellen Zahlen aus dem kantonalen Energiekonzept wird der jährliche Stromverbrauch im Jahr 2030 bei 1650 Gigawattstunden liegen und 40 Prozent würden somit ungefähr 700 Gigawattstunden entsprechen. Das Potenzial zur Solarstromproduktion auf den Gebäudedächern im Kanton Thurgau liegt bei 1400 Gigawattstunden pro Jahr. Ohne zusätzliche Maßnahmen wird dieses Potenzial nicht ausgeschöpft werden. Mit dem Vorstoß wollen wir gleichzeitig die Gefahr von Strommangellagen reduzieren. Alle Unternehmen in der Schweiz haben von der Organisation für Stromversorgung in Ausserordentlichen Lagen (OSTRAL) ein Schreiben erhalten, wonach sie sich auf eine Strommangellage einstellen müssen. Sie sollen sich Gedanken dazu machen, wie sie mit reduzierten Stromlieferungen, vor allem in den Wintermonaten, umgehen werden.

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Quelle: https://www.pv-magazine.de