Höhere Energieausbeute: Solarzellen als Ziehharmonika

Forscher des MIT haben Solarzellen als kleine Stapel zusammengebaut, um die Dachfläche eines Hauses besser nutzen zu können. So soll die Energieausbeute von herkömmlichen Solaranlagen verdoppelt werden.

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Dreidimensional Strukturen verheißen eine höhere Energieausbeute bei Solarzellen.
Dreidimensional Strukturen verheißen eine höhere Energieausbeute bei Solarzellen. (Bild: Allegra Boverman/CC BY-NC-ND 3.0)

Photovoltaik benötigt viel Platz - und den hat nicht jeder Hausbesitzer im Überfluss. Um die Energieausbeute von Dachflächen zu steigern, haben Forscher des MIT Photovoltaik-Zellen als dreidimensionale Stapel aufgebaut, die die gleiche Stellfläche beanspruchen wie herkömmliche Solarzellen. Ihre Oberfläche ist allerdings deutlich größer.

  • 3D-Solarzellen (Bild: Allegra Boverman/CC BY-NC-ND 3.0)
  • 3D-Solarzellen (Bild: Allegra Boverman/CC BY-NC-ND 3.0)
3D-Solarzellen (Bild: Allegra Boverman/CC BY-NC-ND 3.0)
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Die Forscher bauten zahlreiche Formen inklusive eines Würfels und einer Ziehharmonikastruktur auf und konnten feststellen, dass alle mehr Energie umwandeln konnten als traditionelle Konstruktionen. Besonders wenn die Sonne sehr schräg steht, waren die dreidimensionalen Strukturen deutlich besser. Das ist in den Morgen- und Abendstunden, aber auch im Winter der Fall, weil einige Flächen der Struktur dann in einem Winkel zur Sonne stehen, der eine höhere Ausbeute ermöglicht. Gerade das sind die Uhrzeiten, zu denen auch mehr Energie benötigt wird als in der Mittagszeit, in der die Sonne fast senkrecht über herkömmlichen Anlagen steht und diese so besonders viel Strom produzieren.

Jeffrey Grossman, Professor am MIT, sieht die Forschungsergebnisse als wegweisend für künftige photovoltaische Anlagen an. Derzeit machen die Solarzellen nur 35 Prozent der Kosten einer Photovoltaik-Anlage aus, so dass die Erhöhung der Oberfläche nicht mit einer Kostensteigerung in gleicher Höhe einhergehen würde.

Die Ergebnisse der Forschung wurden im Journal "Energy and Environmental Science" veröffentlicht.

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