Innovation Photovoltaik-Anlagen: Mehr Lichtgewinnung dank “Schachbrett-Muster”

Was mit dem Geschenk Sonnenenergie anfangen? Modulbauweise der MABEWO AG erweist sich als vorteilhaft, im Gespräch mit CEO Dipl.-Ing. Jörg Trübl, MABEWO AG, Schweiz

MABEWO AG – Technologie in der Entwicklung. Die technische Weiterentwicklung hat die MABEWO AG im Bereich Photovoltaik besonders im Blick. Hier kam es in den letzten Jahren zu erheblichen Verbesserungen. Das Jahr 2020 bietet im Bereich der Photovoltaik zwei besonders erwähnenswerte Forschungsergebnisse. Die Schweizerische MABEWO AG konzipiert Solar-Dome-Anlagen: Photovoltaik in gebogener Form. Welche Entwicklungsschritte gab es und was steht zu erwarten? Auf Dächern, an Fassaden von Wohn- und Bürohäusern sind Photovoltaikanlagen heute fast schon ein alltäglicher Anblick. Die Anlagen gewinnen nicht nur Solarstrom, sondern dienen auch der architektonischen Gestaltung. Die Photovoltaik ist eine der Schlüsseltechnologien für eine klimaverträgliche Stromversorgung.

Energie aus der Sonne, speichern und nutzen in der Indoor Landwirtschaft

In gespeicherter und umgewandelter Form kommt Sonnenenergie auf der Erde vielfältig vor: z. B. als Kohle, Erdöl und Erdgas, als Biomasse wie Holz oder Raps. “Die Sonnenenergie ist eines der größten Geschenke der Natur in der Energiegewinnung. Länderübergreifend, auf dem gesamten Planeten verfügbar, lässt sich die Energie der Sonne zur Gewinnung von Strom und Heizwärme, sowie zur Erzeugung von Warmwasser einfangen. Schon seit einigen Jahren verfügt die Zivilisation über die entsprechende Technik und damit über die Möglichkeiten, in der Industrie, im Gewerbe und in der Landwirtschaft, sowie im privaten Haushalt mit Sonnenenergie zu arbeiten. Doch Fakt ist auch, dass das vorhandene Potenzial bis zum heutigen Zeitpunkt nicht umfassend und vollständig genutzt wird. Sowohl Photovoltaikanlagen, als auch die Solarthermie bieten weitaus größere Chancen und Möglichkeiten. Die mögliche Solarenergie ist 10.000-mal so hoch wie der weltweite Bedarf”, gibt Jörg Trübl, Umweltingenieur und CEO der MABEWO AG zu bedenken. Mit Sonnenenergie kann auch Strom erzeugt werden. Bei der Photovoltaik wird in Solarzellen Sonnenlicht (Photonen) direkt in elektrische Energie umgewandelt. Physikalisch zugrunde liegt der photovoltaische Effekt: Photonen mit geeigneter Energie können in Halbleitern (z. B. Silizium) Elektronen aus dem Atomverband lösen und damit einen Stromfluss bewirken. Um höhere Leistungen zu erzielen, werden Solarzellen zu Modulen zusammengeschaltet. Bis hin zu der Zusammenschaltung von Modulen in gebogener Form wie bei der MABEWO AG Anlage dauerte es Jahrhunderte. Wichtig dabei ist der Wirkungsgrad als Maß mit der die Solarzelle arbeitet. Er ergibt sich aus dem Verhältnis von abgegebener elektrischer Energie zur einstrahlenden Lichtenergie pro Flächeneinheit. Am Wirkungsgrad lässt sich ablesen, wie gut die Solarzelle die als Licht zur Verfügung stehende Energie verwertet.

Wirkungsgrad als wichtiger Gradmesser der Effizienz

Im Jahre 1883 stellte der Erfinder Charles Fritts in den Vereinigten Staaten Amerikas eine Selen- Photozelle mit einem Wirkungsgrad von 1 bis 2 Prozent her. Für Solarzellen können eine Vielzahl von Leitermaterialien verwendet werden. 1954 entwickelte ein Forscherteam in den Bell Telephone Lab. ein Modul auf der Basis des nahezu unerschöpflichen Elements Silizium. Die Raumfahrt ab 1960 tat ihr übrigens. Die Frage nach leichten, langlebigen und autarken Stromquellen im All förderten die Entwicklung. Weltweit beruhen ca. 95 Prozent aller Zellen auf der Basis von Silizium. Meistens erscheinen kristalline Zellen durch die Antireflexbeschichtung blau bis schwarz. Die Herstellung von Zellen ist aufwendig, so dass die Tendenz zu leichteren und dünneren Modulen geht. Dünnschichtzellen haben den Vorteil, dass die Herstellung weniger Energie und Material benötigt und sich diese Zellen direkt als Großflächen in fast beliebigen Geometrien produzieren lassen. Zurzeit werden immer einige Solarzellen werden zu einem PV- Modul zusammengeschaltet.

Technischer Fortschritt: 125 Prozent höhere Absobierungsrate – Licht einfangen mit dem Schachbrett-Muster

Im April 2020 gelang Forschern des National Renewable Energy Laboratory in Colorado/USA ein Weltrekord besonderer Art. Weltweit arbeiten Forscher an besseren Wirkungsgraden. “Die durchschnittliche Solarzelle hatte einen Wirkungsgrad von 15 Prozent bis 20 Prozent. Der neue Rekord bessert die Leistung um das Doppelte auf der gleichen Fläche auf 47 Grad Wirkung”, erklärt Jörg Trübl.

Die Anordnung der Leitungen auf der Zelle für die hocheffiziente kristalline Photovoltaik wurde neu organisiert, damit das Ergebnis erzielt. “Von außen ist für den Laien kaum etwas erkennbar, weil das Design dunkle eb ebene Platte gleichbleibt. Die Forscher der National Renewable Energy Laboratory in Colorado/USA haben also 2020 die innere Struktur neu organisiert”, erläutert der Umweltingenieur Jörg Trübl. Ebenfalls Hoffnung für einen weiteren Effizienz Sprung entstand durch das bahnbrechende Drei-D-Design der Platten. Auch 2020 gelang europäischen Forschern aus Lissabon/Portugal und York/Großbritannien ein Geniestreich. Durch eine kluge Anordnung der Platten auf derselben Fläche wurde die Fähigkeit von Sonnenkollektoren, Licht zu absorbieren, um beeindruckende 125 Prozent erhöht. Die sogenannte Anordnung als “Schachbrettmuster” ließen im Oktober 2020 die Fachwelt aufhorchen, weil durch diesen wissenschaftlichen Durchbruch in Europa die Effizienz von Photovoltaikanlagen extrem steigt. Die Fläche, die benötigt wird, wird kleiner und die Kosten erheblich geringer.

MABEWO AG – forschen und handeln

Die MABEWO AG konzipiert Solar-Dome-Anlagen: Photovoltaik mit modularen Produktionseinheiten, als Basis für nachhaltige Produktionsverfahren mit innovativen Produktionsverfahren. “Wir die MABEWO AG Unternehmensgruppe mit Sitz in der Schweiz entwickeln und betreiben international Projekte zur Versorgung mit Lebensmitteln, Anbau von Futtermitteln, Herstellung von Grundstoffen für die Pharmazie und Life-Tech-Dome zur humanitären Hilfeleistung. Wir verfolgen das Ziel autarke Elektrizität und sauberes Trinkwasser als Grundlage für den pflanzlichen Lebens- und Futtermittelanbau, der Fischzucht und die Herstellung von Grundstoffen für die Pharmazie zu produzieren”, erklärt Jörg Trübl.

Fazit: Technologien für die Erreichung der Klimaschutzziele – die Motivation der MABEWO Solar-Dome-Anlagen

Die Technologie im Detail besteht aus dem Solar-Dome. Die Besonderheit liegt in der Form der Photovoltaikanlage. Die halbrunde Anordnung der Solarpaneelen hat verschiedene Vorteile: sie ahmt die natürliche Krümmung der Welt nach und erzielt dadurch Stabilität, ist platzsparend und unter den Solarpaneelen werden modulare Produktionseinheiten angeordnet.

V.i.S.d.P.: 

Catrin Soldo  
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Vertreten durch Herrn Jörg Trübl

Die MABEWO AG steht für Nachhaltigkeit. „Make a better world“ investiert in die Zukunft und schafft Lebensgrundlagen, in denen grundlegende Bedürfnisse abgedeckt werden: MABEWO nutzt Photovoltaikanlagen zur Wasser- und Stromproduktion. MABEWO ist ein verlässlicher lokaler Dienstleister, der die Lebenssituation der Menschen verbessert und Arbeitsplätze schafft. Herr Jörg Trübl ist ausgebildeter Umweltingenieur und verfügt über 20 Jahre praktische wirtschaftliche Erfahrung in der Unternehmensführung als Berater, Coach und CEO von KMUs in Europa. Weitere Informationen unter: https://www.mabewo.com/

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