Solarzellen: 40 Prozent mehr Strom durch Kühlung und zwei Seiten

Photovoltaik kann in heißen, trockenen Regionen vielfach mehr Strom liefern als in Europa. Eine simple Kühlung steigert den Ertrag noch.

22. Mai 2025 um 14:00 Uhr / Mario Petzold

Zwischen zwei Solarmodulen ist eine Kühlung angebracht. Bild: Energy Conversion and Management / CC-BY 4.0

Um bis zu 46 Prozent höher war der Stromertrag einer speziell präparierten Solarzelle im Vergleich zu einer identisch aufgestellten einseitigen Anlage. Ein Forschungsteam der Universität von Al-Ain, Vereinigte Arabische Emirate, hat dafür zwei einseitige Zellen kombiniert und zwischen der vorderen und hinteren Schicht des Systems eine Wasserkühlung verbaut.

Diese versprüht in dem abgeschlossenen Behälter Wasser, welches verdunstet und dabei die Umgebung kühlt. Der Dampf wird aufgefangen, um den Bedarf an Wasser minimal zu halten.

Nach den Daten der Studie, die in Energy Conversion and Management veröffentlicht wurde, konnte mit diesem vergleichsweise einfachen Ansatz die Oberflächentemperatur der Zellen um bis zu 20 °C gesenkt werden, von etwa 60 °C auf unter 40 °C.

Arbeit im Idealbereich

Diese Temperaturabsenkung sorgte für die signifikante Steigerung bei der Stromproduktion, die an heißen, aber wolkigen Tagen prozentual am höchsten ausfiel. Bei Sonnenschein lag die gekühlte bifaziale Zelle aber weiterhin 37 Prozent vor der einlagigen Solarzelle bezogen auf die erreichte Spitzenleistung. Auch im Vergleich zu einem ungekühlten bifazialen Modul wurden 16 Prozent mehr Strom produziert.

So könnte laut der Forschungsgruppe auf der gleichen Fläche mit Kühlung und doppelseitigem Aufbau auf ein Jahr hochgerechnet 37 Prozent mehr Ertrag erzielt werden als bei einer einlagigen, ungekühlten Ausführung. Das schließt sonnige, bewölkte und nicht ganz so heiße Tage mit ein.

Großer Effekt

Zwar wird zu denken gegeben, dass der Aufbau der Kühlung und ihre Instandhaltung mit Aufwand verbunden und die positiven Auswirkungen nur bei sehr hohen Temperaturen signifikant sind. Gleichzeitig zeigt sich aber auch, dass es vergleichsweise einfache Möglichkeiten gibt, die Leistung von Photovoltaikanlagen weiter zu erhöhen, ganz ohne die Verbesserung des Wirkungsgrads der Solarzellen.

Die Auswirkungen einer solchen Technik, sollte sie einmal großtechnisch umgesetzt werden, dürfen unterdessen nicht unterschätzt werden. In Regionen wie der Arabischen Halbinsel, Westaustralien oder der Moyave-Wüste können Solarzelle bis zu dreimal mehr Strom produzieren als in Mitteleuropa, sofern sie nicht zu warm werden.