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Erneuerbare Energien: Forschende entwickeln revolutionäre Solarzellen

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Von: Tanja Koch

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Solaranlage
In der Nacht produzieren herkömmliche Solaranlagen keine Energie. © Britta Pedersen/dpa

Künftig könnte mithilfe von Solarenenergie auch Nachts Strom gewonnen werden.

Stanford – Auf erneuerbare Energien umzusteigen, ist für Deutschland unabdingbar. Nicht nur, um sich vor dem Hintergrund des Ukraine-Konflikts* weniger abhängig von Russland* zu machen, sondern auch aufgrund der Klimakrise. Ein Beispiel, wie sich grüner Strom erzeugen lässt, ist Solarenergie. Doch wie effektiv diese Maßnahme ist, hängt von den Sonnenstunden ab. 

Ein Team aus Forschenden an der US-amerikanischen Stanford Universität hat nun eine Modul-Erweiterung entwickelt, die es möglich macht, nicht nur tagsüber, sondern auch in der Nacht Strom zu erzeugen. Verkündet haben sie ihre Erfindung im Magazin „Applied Physics Letter“.

Erneuerbare Energie durch nachtaktive Solarpaneele: Das Licht strahlt in entgegengesetzte Richtung

„Tagsüber strahlt Licht von der Sonne auf die Solarzelle, aber in der Nacht passiert quasi etwas Gegenteiliges“, zitiert Interestingengineering.com Sid Assawaworrarit, einen der Forschenden. „Tatsächlich geht Licht vom Solarpaneel aus, und wir nutzen das, um nachts Strom zu erzeugen. Die Lichtteilchen, sogenannte Photonen, gehen in den Nachthimmel hinaus und kühlen die Solarzelle ab“, erklärt der Wissenschaftler. Die Photonen tragen Wärme mit sich, wenn sie die Solarzellen in Richtung Weltraum verlassen. Um die von den Forschenden entwickelte Technik können herkömmliche Solarmodule ergänzt werden, damit durch diesen Energiefluss kleine Mengen Strom gewonnen werden können.

Ermöglicht wird dieser Energiefluss durch den Temperaturunterschied zwischen der Solarzelle und der sie umgebenden Atmosphäre. In sehr klaren Nächten ist der Energiefluss besonders stark. Denn dabei können die Lichtteilchen ungehindert von den Solarzellen in den Weltraum strahlen. Wolken hingegen würden die Photonen wieder zurück zur Erde reflektieren.

Erneuerbare Energie: Die nachtaktiven Solarmodule erzeugen weniger Strom als herkömmliche Paneele

Doch wie viel Strom lässt sich auf diese Art gewinnen? Kann die nächtliche Energiegewinnung einen entscheidenden Beitrag leisten, um auf erneuerbare Energien umzusteigen und Deutschland abhängiger von Russland* zu machen? 

Herkömmliche SolarmoduleSolarmodulen, die bei Nacht funktionieren
200 Watt pro Quadratmeterfünfzig Milliwatt bis zwei Watt pro Quadratmeter

Während ein herkömmliches Solarmodul etwa 200 Watt pro Quadratmeter erzeugen kann, liegt die von den Standford-Forschenden entwickelte Technik bei fünfzig Milliwatt pro Quadratmeter in einer klaren Nacht. „Die theoretische Grenze liegt wahrscheinlich bei etwa ein bis zwei Watt pro Quadratmeter“, erklärt Assaworrarit. „Das ist nicht viel, aber es gibt viele Anwendungen, bei denen diese Art von Nachtenergie nützlich wäre. Bis zu ein Watt pro Quadratmeter zu erreichen, wäre bezüglich der Kosten sehr attraktiv“, zititert interestingengineering.com den Forscher. (tk) *fr.de ist ein Angebot von IPPEN.MEDIA.

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