Strom, Wasserentsalzung, Kälte: IBM macht Solaranlagen zu Alleskönnern

Strom, Wasserentsalzung, Kälte: IBM macht Solaranlagen zu Alleskönnern

von Wolfgang Kempkens

Strom für acht Cent, Kälte und Energie zur Wasseraufbereitung: der IT-Konzern IBM revolutioniert die Solarzelle.

Ein Multitalent der Solartechnik wird derzeit in der Schweiz bei IBM Research Zürich entwickelt. Das System kann Strom erzeugen, Klimakälte produzieren und Meerwasser entsalzen. Zudem lassen sich die Solarzellen angeblich so kostengünstig herstellen, dass eine Kilowattstunde weniger als acht Cent kostet. Zum Vergleich: Strom aus der Steckdose ist in Deutschland derzeit mindestens dreimal so teuer.

Kernstück des Systems ist eine Gruppe von mehr als 100 fingernagelgroßen Hochleistungs-Solarzellen. Statt mit so genannten Fresnelllinsen wollen die Forscher in der Schweiz zum Bündeln der Sonnenstrahlen einen großen Hohlspiegel nutzen, der dem Lauf der Sonne folgt. Die tragende Struktur besteht aus Leichtbeton, der Spiegel selbst aus einer Reihe von runden Teilspiegeln. Die Wissenschaftler erwarten, dass diese Bauweise die Spiegelkosten auf ein Drittel der heute üblichen drückt.

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Während Fresnellinsen eine maximal 500-fache Konzentration des Sonnenlichts schaffen, kommt der Spiegel auf das 2000-fache. Da er auch die Wärmestrahlen bündelt, würden die Zellen ohne Kühlung extrem heiß. IBM fand für dieses Problem eine Lösung. Unmittelbar unter den Solarzellen befinden sich feine Kanäle mit einem Durchmesser im Tausendstel-Millimeter-Bereich, durch die eine Flüssigkeit gepumpt wird. Diese transportiert die Wärme ab. Kühlsysteme dieser Art wurden für Hochleistungscomputer entwickelt. Erreicht werden Temperaturen von bis zu 90 Grad Celsius.

Ein System für allesDie Wärme soll genutzt werden, um Meerwasser zu entsalzen. Eine Absorptionskältemaschine verwandelt sie in kalte Luft zur Kühlung von Wohnungen und Büros. Bisher werden meist Kompressionskühler genutzt, deren Kühlmittel die Ozonschicht gefährdet, wenn es freigesetzt wird.

Stromerzeuger sind so genannte  Triple-Junction-Zellen, die für die drei wichtigsten Wellenlängen des Sonnenlichts optimiert sind. Dadurch erreichen sie einen Wirkungsgrad von 30 Prozent. Jede Anlage hat bei maximaler Sonneneinstrahlung eine elektrische Leistung von 25 und eine Wärmeleistung von ebenfalls 25 Kilowatt.

Die Schweizer Kommission für Technologie und Innovation finanziert das Projekt mit 2,25 Millionen Schweizer Franken (rund 1,85 Millionen Euro). An der Entwicklung beteiligt sind neben IBM auch Airlight Energy, ein Zulieferer für Solarstromtechnologie, der Lehrstuhl für Erneuerbare Energieträger der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich und das Institut für Mikro- und Nanotechnologie MNT der Interstaatliche Hochschule für Technik Buchs. Die Entwicklung soll in drei Jahren abgeschlossen sein.

Ein Prototyp des Systems wird momentan im IBM-Forschungslabor im schweizerischen Rüschlikon getestet. Der Standort ist allerdings alles andere als optimal. Konzentrator-Solarzellen arbeiten nur bei strahlender Sonne, etwa in Nordafrika oder anderen Wüstengebieten. Eine Studie der von der Industrie gegründeten  European Solar Thermal Electricity Association und von Greenpeace International ergab, dass bereits zwei Prozent der Fläche der Sahara ausreichen würden, um den Strombedarf der Welt zu decken. Gleichzeitig könnten die Staaten Nordafrikas mit genügend Trinkwasser versorgt werden.

Und hier wird die Technik nochmal im Video erklärt:



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