Ein innovativer Photovoltaik-Ansatz macht Schluss mit Energieverlusten bei hohen Temperaturen: In heißen Sommern kann ein neuartiges Solar-Panel-System beeindruckende Effizienzgewinne erzielen – und das mit einfachsten Mitteln.
Solar: Kühlkonzept liefert bis zu 46 % mehr Energie
Forscher der Universität Sharjah in den Vereinigten Arabischen Emiraten haben eine sogenannte Sandwich-bifaziale Photovoltaikanlage entwickelt. Dabei werden einfach zwei herkömmliche Solarmodule Rücken an Rücken montiert. Das Besondere und Neue dabei ist ein feiner Wassernebel, der zwischen den Paneelen zirkuliert und die Temperaturen spürbar senkt – und so die Stromausbeute stark steigert. In realen Feldversuchen unter den extremen Wetterbedingungen der Region stieg der Energieertrag im Vergleich zu klassischen Modulen um bis zu 46,02 Prozent an, heißt es.
Laut den Wissenschaftlern überzeugt das Konzept nicht nur durch bessere Leistung, sondern nutzt auch die Fläche effizienter. Beide Modulflächen – vorne und hinten – sind aktiv. Während die Frontseite direktes Sonnenlicht einfängt, profitiert die Rückseite von der Bodenreflexion, die durch eine weiße Farbbeschichtung unter dem System noch verstärkt wird. Der eingesetzte Wassernebel kühlt beide Seiten gezielt und ermöglicht so eine kontinuierliche Stromproduktion bei gleichzeitig geringem Wasserverbrauch. Das Wasser wird gesammelt und wiederverwendet.
Weniger Hitze, mehr Strom: Die Ergebnisse im Detail
Bei Tests an heißen Tagen zeigte sich: Ohne Nebelkühlung erreichte das Frontmodul eine Oberflächentemperatur von bis zu 67 °C, während das gekühlte Referenzmodul deutlich niedrigere Temperaturen aufwies. Durch die Kühlung sank die gemessene Temperatur um über 20 Prozent, was sich direkt positiv auf den Wirkungsgrad des Solarsystems auswirkte.
Die Forscher schlagen zudem vor, für die Sandwich-Bauweise unter anderem ausgediente Module weiterzuverwenden. So könne das System nicht nur einfach Strom liefern, sondern auch deutlich zur Lebensverlängerung von Solartechnik beitragen. Durch die Rückführung in ein Reservoir bleibe zudem der Wasserbedarf minimal, was wiederum den ökologischen Fußabdruck reduziert.
Auch wirtschaftlich rechnet sich die Lösung, sagen die Wissenschaftler. Der jährliche Mehrertrag liege bei 45,34 kWh pro Quadratmeter, was einem zusätzlichen Erlös von 5,48 US-Dollar (umgerechnet rund 4,80 Euro) pro Quadratmeter entspricht. Die Investitionskosten für das Nebelsystem und die zusätzlichen Module seien dabei ebenfalls moderat. Die Technik sei vor allem für Regionen mit ausgesprochen hohen Temperaturen interessant, in denen konventionelle Module oft an ihre Leistungsgrenzen stoßen.
