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Sonnenkollektoren erzeugen nachts Strom

In Stanford wurden Solarmodule entwickelt, die auch bei Dunkelheit funktionieren.

Von Dr. Franz Alt

Neue Forschungsergebnisse aus Stanford zeigen, so eine Veröffentlichung am 05.04.2022 in Applied Letters in Physics, dass PV-Module auch nachts Strom erzeugen können. Dazu wurden handelsübliche Solarmodule so modifiziert, dass sie nachts eine kleine Menge Strom erzeugen, indem sie einen Prozess nutzen, der als Strahlungskühlung bekannt ist und sich auf das kalte Vakuum des Weltraums stützt.

„Wir neigen dazu, die Sonne als die wichtigste erneuerbare Energiequelle zu betrachten“, sagte Shanhui Fan, als Professor für Elektrotechnik leitender Forscher des Projekts. „Die Kälte des Weltraums ist aber auch eine äußerst wichtige erneuerbare Energiequelle“. Die modifizierten Paneele erzeugen zwar nur eine winzige Menge an Energie im Vergleich zu modernen Sonnenkollektoren am Tag, aber diese Energie könnte dennoch nützlich sein, insbesondere nachts, wenn der Energiebedarf viel geringer ist, so die Forscher.

Während Standard-Solarzellen tagsüber Strom liefern können, kann dieses Gerät als „kontinuierliche erneuerbare Energiequelle für Tag und Nacht“ dienen, so die in Applied Physics Letters veröffentlichte Untersuchung. Das Forschungsergebnis ist ein thermoelektrischer Generator, der Strom aus dem geringen Temperaturunterschied zwischen der Umgebungsluft und der Solarzelle selbst gewinnen kann.

„Unser Ansatz kann nächtliche Standby-Beleuchtung und -Strom in netzunabhängigen und Mini-Grid-Anwendungen liefern“, heißt es in der Studie. Mini-Netzanwendungen beziehen sich auf unabhängige Stromnetze. Diese können eingesetzt werden, wenn die Bevölkerungszahl zu klein ist, um das Netz zu erweitern. Erst in jüngster Zeit sind die Preise für Solarenergie gesunken und deutlich erschwinglicher geworden. Einige Unternehmen haben sich an dem Programm beteiligt, und Kalifornien hat sogar Anreize für die Umstellung auf Solarenergie geschaffen.

Technisch gesehen erzeugen die modifizierten Sonnenkollektoren nachts keinen Solarstrom. Anstatt das Sonnenlicht (oder das Sternen- oder Mondlicht, was immer noch nicht funktioniert) zu nutzen, haben die Forscher eine Technologie hinzugefügt, welche die Strahlungskälte ausnutzt: Wenn ein Objekt nachts in den Himmel gerichtet ist, strahlt es Wärme in den Weltraum ab, was bedeutet, dass ein Objekt kühler werden kann als die Lufttemperatur um es herum.

Dieser Effekt könnte bei der Kühlung von Gebäuden zum Tragen kommen, aber der Temperaturunterschied kann auch zur Stromerzeugung genutzt werden. „Das ist zwar deutlich weniger“, so Fan. „Aber es könnte für einige Anwendungen mit geringer Leistungsdichte nützlich sein. Dazu gehören beispielsweise die nächtliche Beleuchtung, das Aufladen von Geräten und die Aufrechterhaltung des Betriebs von Sensoren und Überwachungsgeräten“.

Bild: Photovoltaikanlage bei Sonnenuntergang
Autor: Tim Ertl
Quelle: flickr.com
Lizenz: CC BY-NC-ND 2.0
Textquelle

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