HCPV Hochverdichtete Photovoltaik

Maxon hilft mit aus dem Sonnenlicht das Optimum zu holen

07. Oktober 2009

Die Herstellung effizienter Photovoltaik-Anlagen schreitet weiter voran. Eine Entwicklung aus Korea setzt nicht nur neue Maßstäbe in Bezug auf die Effizienz der eigentlichen Solarzelle, sondern „konzentriert“ Sonnenlicht und bündelt dieses um ein Vielfaches. Resultat ist ein herausragend leistungsdichtes System zur optimierten Gewinnung von Energie aus einer immer noch spärlich genutzten natürlichen Ressource. Maxon liefert die Antriebe zur kontinuierlichen Nachführung auf den aktuellen Sonnenstand.

Heute eingesetzte Photovoltaik-Module beschränken sich in der Regel auf die photoelektrische Umwandlung von Sonnenlicht in elektrische Energie. Koreanische Forscher haben nun einen Weg gefunden nicht nur die Effizienz der eigentlichen Solarzelle wesentlich zu erhöhen, sondern dazu das einfallende Sonnenlicht zu fokussieren und den Gesamtwirkungsgrad in markanter Weise zu verbessern.

Drei neuartige Elemente tragen dabei zur beachtlichen Leistungssteigerung bei: Die hochauflösende Echtzeit-Ausrichtung auf die Sonne, eine hochwirksame optische Fokussierung der Sonnenstrahlung vor ihrer Umwandlung in elektrische Energie, und hochverdichtete, äußerst effiziente Solarzellen.

Die Ausrichtung des Panels geschieht über eine 2-Achsen-Echtzeitsteuerung, welche von maxon-Antrieben (bürstenlose EC-max 30 mm-Motoren mit nachgeschaltetem Planetengetriebe GP 42 C) in einer Auflösung von 0.0025 mm ausgeführt wird. Erst diese äußerst exakte Positionierung ermöglicht eine optimale optische Fokussierung. Dazu wird jeder Solarzelle ein lichtoptischer Kondensator vorgeschaltet. Dieser basiert auf einer Fresnel-Linse in der Größe von ca. 250 x 250 mm und konzentriert das einfallende Licht um das 300 bis 500 Fache. Schlussendlich sind die unter den Kondensatoren angebrachten hochverdichteten Solarzellen in der Lage, auf einer Fläche von nur einem Quadratzentimeter bis zu 37 Watt elektrischer Energie zu erzeugen – dies bei einem Wirkungsgrad von ca. 37 bis über 40%. Im Vergleich zu herkömmlichen Zellen entspricht dies einer Steigerung von ca. 300%.

Die konsequente Umsetzung der optimalen Nutzung des einfallenden Sonnenlichts resultiert in einem System von höchster Leistungsdichte. So liefern die freistehenden, aus 12 Modulen bestehenden Systeme auf einer Bodenfläche von weniger als 20 m2 ca. 3.2 kW/h elektrische Energie.