E-world Special 3

Vor ein bis zwei Jahrzehnten war die Nutzung der Solarenergie im Allgemeinen nur auf zwei Arten bekannt: entweder befanden sich große und schwarze Solarzellen auf Häusern, die die Strahlungsenergie der Sonne direkt in Strom verwandelten, oder es waren solarthermische Anlagen, bei dem die Sonne dazu genutzt wurde, Nutz- oder Heizungswasser zu erwärmen. Doch die Forschung ist bereits viel weiter: sogar ein Autolack, der Strom produziert ist denkbar.

Zunächst wurde jedoch viel Energie in die Weiterentwicklung der herkömmlichen Nutzung der Sonnenenergie und -wärme genutzt. Insbesondere die Umwandlung der Sonnenenergie in Strom, die Photovoltaik, ist dabei einen großen Schritt vorangekommen.

Prinzip der Photovoltaik

Das Grundprinzip: treffen Sonnenstrahlen auf die Oberfläche der Solarzellen, bestehend aus Silizium, so wandern die Elektronen an die Oberfläche, die nun in den tieferen Schichten fehlen. Wird ein Gerät angeschlossen, so fließen die Elektronen durch es hindurch in die positiv geladene tiefere Schicht, es fließt also Strom.

Strom produzierende Bürofenster

Jedoch sind Solarzellen bisher sehr groß und wirken häufig auch unästehtisch. Seit einigen Jahren werden aber bereits Dünnschichtzellen hergestellt. Dabei wird nur sehr wenig Silizium verbraucht. Die dünne Schicht wird dabei auf Glasplatten aufgedampft, die dann leicht überall zu installieren sind. Nutzt man sie zum Beispiel als Bürofenster, so fallen sie nicht einmal mehr auf.

Plasma-Solarzellen mit hoher Effizienz

Es muss auch nicht immer das teure Silizium sein. Die Forschung hat mittlerweile entdeckt, dass Plasma, ein Gas aus elektrisch geladenen Teilchen, eine Kristallstruktur aufweisen kann, wenn die Bedingungen stimmen. Mit diesem neuen Material kann man nun die Solarzellen beschichten, wodurch sie einen wesentlich höheren Wirkungsgrad erzielen als die bisherigen Modelle.

Strom produzierender Lack

Am faszinierendsten ist aber wohl die Idee, einen Lack herzustellen, bei dem lichtabsorbierende Farben mit einem Halbleiter gemischt werden, wie etwa Nitrat und Zink. Wird ein elektrischer Verbraucher angeschlossen, so fließt ein Strom. Diesen Lack kann man überall auftragen. So könnte tatsächlich ein Autolack Strom produzieren.

Genaue Wettervorhersage immer wichtiger

All diese Forschungen zeigen, dass auch die Solarenergie immer mehr an Bedeutung gewinnt. Nach einer neuen Studie an der FU Berlin könnten bereits sieben Bundesländer in Deutschland ihren kompletten Strombedarf aus regenerativen Energien decken.

Umso mehr gewinnt auch die genaue Prognose der Windstärke, aber auch der Sonneneinstrahlung an Bedeutung. Für die Wettervorhersage, die die Betreiber von Solaranlagen benötigen, reicht es also nicht aus zu wissen, ob und wann die Sonne zu sehen ist. Es ist auch wichtig, wie stark die Sonneneinstrahlung sein wird. Denn selbst bei Bewölkung erreicht ja noch Sonnenlicht die Erde, insbesondere bei hohen Schleierwolken.

Bedeckt heißt nicht immer bedeckt

Um diesen Umstand für die Energiewirtschaft zu berücksichtigen, wird bei MC-Wetter mit einer effektiven Bewölkung gearbeitet. Hierbei kommt es vor allem auf die Sonnenstrahlung an, die nicht nur neben, sondern auch durch die Wolken trifft.

Den Unterschied sieht man sehr gut am heutigen Beispiel in der Abbildung links: während in der Prognose der Europäischen Modells über Ostdeutschland überwiegend eine 8 zu sehen ist (8 bedeutet 8/8 - also bedeckter Himmel), zeigt sich auf der rechten  Seite von der Börde bis in den Berliner Raum teilweise nur eine effektive Bewölkung von 4/8. Das liegt daran, dass im Bereich der aufgleitenden Warmluft nur hohe dünne Wolken vor die Sonne ziehen, während die tieferen Wolken im Südweststau des Harzes festgehalten werden.

Effiziente Energienutzung nur durch gute Prognose

Mit dem letzten Tag der E-world 2008 endet damit auch unsere kleine Serie. Das Thema ist sehr weitläufig, gibt es da ja besonders in den südlichen Bundesländern noch die Wasserkraftwerke, die auf eine gute Niederschlags- und Zulaufvorhersage angewiesen sind. Unter all den anderen Produkten bei MC Energy sorgt natürlich auch eine gute Lastprognose dafür, Strom effizient zu nutzen. Weitere Informationen gibt es heute noch auf der E-world am Stand der MeteoGroup, Halle 3, Stand 429.