Solarzellen: Neue Origami-Module sind 36 Prozent produktiver

Solarzellen: Neue Origami-Module sind 36 Prozent produktiver

von Lisa Hegemann

Die japanische Schnittkunst Kirigami, eine Origami-Variante, soll die Ausbeute von Solarzellen deutlich verbessern.

Festmontierte Solarmodule haben einen großen Nachtteil: Weil sich die Position der Sonne über das Jahr verändert, strahlt sie nicht immer im optimalen Winkel auf die Solarzellen. Dadurch produzieren sie nicht so viel Energie, wie sie bei flexibler Ausrichtung könnten.

Wer seine Panele immer im richtigen Winkel zur Sonne ausrichten will, kann dies bisher nur mit sogenannten Nachführungssystemen erreichen, die die Anlage je nach Winkel der Sonnenstrahlen bewegt. Doch wenn die Solarzellen auf dem Dach montiert sind, ist die Installation schwierig und kostspielig.

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Forscher der Universität Michigan haben nun einen einfacheren Weg gefunden, um Solarzellen perfekt auszurichten. Dafür haben sie sich an der japanischen Papierkunst Kirigami orientiert, eine Origamivariante, bei der das Papier nicht gefaltet, sondern geschnitten wird. Gemeinsam mit einem Künstler haben die US-Wissenschaftler ein System entwickelt, durch das die Solarzellen bis zu 36 Prozent mehr Strom produzieren sollen.

Solarzellen in Streifen geteiltWie genau das funktionieren soll, beschreiben die Wissenschaftler in einem Beitrag für das Fachjournal „Natural Communications“. Durch einen spezifischen Schnitt werden die Solarzellen in Streifen geteilt, die aber an einigen Stellen noch zusammengehalten werden. Wenn nun von beiden Seiten an den Solarzellen gezogen wird, entsteht eine Art Gitter, das sich dem jeweiligen Winkel der Sonneneinstrahlung anpasst. Die Solarzelle lässt sich auf diese Weise um bis zu 120 Grad drehen.

Die Wissenschaftler haben die Solarpanele gemeinsam mit einem Künstler entwickelt und verschiedene Schnitt-Versionen ausprobiert. Am Ende stellte sich heraus, dass die einfachste auch die effektivste ist.

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„Das Schöne an unserem Design ist, dass sich für den Verbraucher nichts ändern würde“, sagt Max Shtein, Professor für Ingenieurswesen. „Aber innendrin würde sich viel ändern: Die Solarzelle würde sich in kleine Segmente aufteilen, die der Sonne unisono folgen würden.“

Bisher verwenden die Wissenschaftler noch eine Kapton-Folie, die als besonders hitzebeständig gilt. Die Wissenschaftler testen aber auch andere robustere Materialien wie Federstahl, die auch eine längere Lebensdauer hätten.

Noch keine Massenproduktion möglichUm die Stellen, an denen die Solarzellen zusammengehalten werden, möglichst wenig zu belasten, wollen die Forscher auch die Geometrie der Schnitte noch verbessern. Und auch wenn das System funktioniert - von einer Massenproduktion sind die Kirigami-Zellen noch weit entfernt.

Noch sei beispielsweise nicht klar, wie sie vor schlechtem Wetter geschützt werden können oder wie Mechaniker sie warten sollen, schreibt die Plattform „Solarlove“. Zudem müsse die Kirigami-Version durch Motoren ergänzt werden, damit die Nachführungstechnik auch wirklich funktioniere.

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