11.08.2008

Millionenpower für Strom aus der Sonne

Quelle: (idw) Universität Konstanz

Die Solarbranche boomt wie nie zuvor. Photovoltaik heißt das Schlüsselwort. Darunter versteht man die direkte Umwandlung von Strahlungsenergie, vornehmlich Sonnenenergie (Licht), in elektrische Energie (Strom). Ihr Einsatz ist mittlerweile vielfältig. Nicht nur in mehr und mehr privaten Haushalten werden Dächer mit Solarzellen ausgerüstet. Auch in Gebieten ohne Stromnetzzugang, in Elektrogeräten und bei Raumflugkörpern oder Booten werden Solarzellen sehr erfolgreich eingesetzt.

Der Physiker und Privatdozent Dr. Giso Hahn von der Universität Konstanz hat sich mit seinem rund 30köpfigen Team auf Forschungsthemen rund um die Photovoltaik spezialisiert. Seine Abteilung kooperiert mit dem Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE). Für seine Forschung bekommt der Wissenschaftler nun vom Bundesumweltministerium Fördermittel in Höhe von 2,5 Millionen Euro. Der Bund investiert damit in eines der Zukunftsforschungsthemen. Er investiert auch in die Ausbildung neuer Photovoltaik-Experten, die in der Industrie dringend gebraucht werden. "Unsere Nachwuchswissenschaftlerinnen und -wissenschaftler haben ausgezeichnete Chancen auf dem Arbeitsmarkt. Kaum haben sie ihr Diplom in der Tasche oder ihre Doktorarbeit gemacht, werden sie schon von Firmen gezielt abgeworben. Es gibt einen unglaublichen Bedarf an qualifiziertem Personal in diesem Bereich", sagt Hahn zu den Jobperspektiven. Auch in Sachen Naturwissenschaften und Frauenanteil muss sich Hahn keine Sorgen machen: Neun Frauen gehören zu seinem Team.

Die Fördermittel will Hahn in neue High-Tech-Geräte in seinen Laboren stecken. Herzstück wird ein neues Rasterelektronenmikroskop mit vielen technischen Finessen sein, das im Nanolabor im Fachbereich Physik stehen wird und auch den anderen Physikern der Universität zugute kommen wird. Hinzu kommen weitere kleinere Geräte, die alte ersetzen und auch ergänzen werden.

Hahn und sein Photovoltaik-Team haben sich darauf spezialisiert, die Effizienz von Solarzellen zu erhöhen, das Material zu optimieren, neue Solarzellenkomponenten zu entwickeln und beim Herstellungsprozess den Materialabfall zu verringern. Auch die Erforschung der Auswirkung von Materialverunreinigungen, die die Leistungsfähigkeit des Materials beeinträchtigen können, und die Messung, wie effektiv die unterschiedlichen Solarzellenvarianten arbeiten, steht auf der Agenda der Wissenschaftler. Sie arbeiten in fünf Gruppen sehr gezielt und konzentriert an all diesen Einzelfragen. Hinzu kämen auch ästhetische Fragestellungen, denn wenn die Solarmodule an Gebäuden angebracht würden, müssten sie einfach auch in das architektonische Gesamtbild passen, so der Physiker. "Längst müssen Solarzellen nicht mehr nur grau-silbrig schimmern. Man kann die Zellen prinzipiell auch in peppigen Farben herstellen, die sich gut mit anderen Materialien kombinieren lassen und Farbe auf die Hauswand bringen", so Hahn.

Das Wissenschaftlerteam arbeitet sehr erfolgreich und eigenständig. In den letzten sechs Jahren wurde die Arbeit der Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler fast ausschließlich über Drittmittel finanziert, eingeworben über Fördermittel von EU, Bund und der Industrie. Der hohe praktische Bezug der Forschung ist ein wichtiger Erfolgsfaktor für die Wissenschaftler. "Wir betreiben Forschung mit sehr praktischen Bezügen, versuchen optimale Lösungen für eine industrielle Verwertung zu entwickeln", sagt Hahn. Gibt es Materialalternativen zu Silizium? Dazu erklärt der Physiker: "Es wurden schon andere Materialien getestet, aber Silizium hat sich bisher einfach bewährt, Silizium wird das Zugpferd in der Photovoltaik bleiben." Glaubt der Wissenschaftler daran, dass irgendwann die Photovoltaik die einzige Säule der Energiegewinnung sein wird? Darauf antwortet Hahn mit einem klaren Nein. "Wir brauchen einen Mix unter anderem aus Windenergie, Solarenergie, Geothermie, Erdwärme und Biomasse. Wenn die Photovoltaik mit 20 Prozent beteiligt ist, wären das schon sonnige Aussichten."

Verbraucherfragen an den Photovoltaik-Experten Dr. Giso Hahn:

o Wo kann ich mich als Verbraucher vorab informieren?
Wer sich informieren will, sollte sich auf jeden Fall im Internet mal umsehen. Einen sehr guten Überblick bietet zum Beispiel http://www.solarserver.de Hier gibt es Brancheninformationen, Buchtipps, Hinweise auf Arbeitskreise und Beratungsstellen sowie Tipps und Ratschläge rund um alle finanziellen Fragen. Von dieser Plattform aus kann man dann sehr gezielt weitersuchen.

o Wo kann ich denn einfach mal ausrechnen lassen, ob sich eine Anlage für das eigene Haus lohnt?
Einfach mal http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/ anklicken. Hier kann man seinen Standort in Deutschland und in ganz Europa anklicken und dann sehr genau über eine Art kleinen Taschenrechner ausrechnen lassen, wie viel das Solardach am eigenen Haus bringen würde und wie viel Strom man ernten kann. Im Süden Deutschlands haben die Häuslebauer natürlich bessere Karten als im Norden.

o Wenn ich Solarstrom erzeuge und ihn dann in das Netz meines Stromversorgers einspeise, dann habe ich ja gar keinen Öko-Strom pur mehr. Kann ich meinen Strom nicht auch selbst speichern?
Das geht schon, allerdings benötigt man dafür geeignete und sichere Speichermöglichkeiten. Wenn Sie allerdings den Strom in das Netz einspeisen, bekommen sie vom Staat eine Art Zulage. Das rechnet sich natürlich. Meint: Solarstrom ist auch eine Art Geldanlage.

o Wieviel Strom produziert denn eine Anlage im Jahr?
Das hängt natürlich von vielen Faktoren ab, aber eine typische Größe ist eine Leistung von 3 Kilowatt unter Normbedingungen. Bei uns in Süddeutschland liefert eine 1 Kilowatt Anlage ungefähr 1000 Kilowattstunden im Jahr. Rund 3.000 bis 4.000 Kilowattstunden rechnet man für ein Einfamilienhaus im Jahr. Natürlich spielt hier auch wieder eine Rolle, ob im Haushalt alte Elektrogeräte stehen, die Stromräuber sind und wie fit die Hausbewohner in Sachen Stromsparen sind.