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FAU-Forscher entwickeln erste funktionsfähige Lunarzelle der Welt

Eine neue Generation von Photovoltaik-Modulen nutzt Mondlicht zur Energiegewinnung. (Bild: Colourbox.de)

Durchbruch bei der Energiewende: Photovoltaik 2.0 kommt aus Franken

Energieforschern der FAU ist es am 1. April (!) gelungen, eines der drängendsten Probleme der Energiewende zu lösen: Die Arbeitsgruppe um Prof. Dr. Wolfgang Arlt am Lehrstuhl für Thermische Verfahrenstechnik hat eine neue Generation von Photovoltaik-Modulen entwickelt, die nicht auf Sonnenschein angewiesen sind, sondern auch das Mondlicht zur Energiegewinnung nutzen können. Bestückt mit einer neuartigen Beschichtung, können die Module jede Nacht – außer bei Neumond – Elektrizität abgeben. Ihre Erkenntnisse haben die Wissenschaftler jetzt in der Fachzeitschrift Energy Predictions veröffentlicht.

Erneuerbare Energien sind der große Hoffnungsträger der Energiewende. Für einen vollständigen Durchbruch sind jedoch noch einige technische Probleme zu lösen. Das wohl bedeutendste: Alternative Energien konnten bisher keine kontinuierliche Energielieferung garantieren. Windanlagen funktionieren nur bei Wind, der an vielen Stellen Deutschlands – so auch im fränkischen Pegnitztal – sehr schwach ist.

Die Photovoltaik dagegen ist auf vollen Sonnenschein angewiesen; bei bewölktem Himmel liefern diese Anlagen nur ungefähr 10 Prozent ihrer maximalen Leistung. Die Sonne scheint zudem nur tagsüber. Die schwankende Menge an erzeugter Energie bedeutet für die Erzeuger augenblicklich eine große Abhängigkeit von konventionellen Energien, für Verbraucher eine ständige Bedrohung durch mögliche Lieferengpässe.

Arlt und seine Gruppe forschen an der FAU daher schon seit Jahren erfolgreich an chemischen Speichertechniken für Energie mittels Wasserstoff. Dass der Wissenschaftler parallel alternative Lösungsansätze verfolgt, ist für ihn nur konsequent: „Auch wenn die Speicherkonzepte im Zusammenhang mit organischen Flüssigkeiten mittlerweile kurz vor der Marktreife stehen, werden immer additive Kosten durch Speichertechnologien entstehen. Den zeitlichen Rahmen der Energiegewinnung über Photovoltaik zugleich auf die Nacht auszudehnen, ist daher aus ökonomischen Erwägungen heraus ideal.“

„Lunatic“ zum Patent angemeldet

Eine neue Generation von Photovoltaik-Modulen, die so sensitiv ist, dass sie auf das Licht des Mondes reagiert, war dabei aus seiner Sicht naheliegend: „Wir haben experimentiert, in welcher Weise wir die aktive Schicht des Moduls modifizieren mussten, da sowohl Intensität als auch Wellenlänge von Mondschein sich von der von Sonnenschein stark unterscheiden“, erklärt der FAU-Forscher. Das Ergebnis dieser Untersuchungen haben Arlt und sein Team unter dem Produktnamen „Lunatic“ zum Patent angemeldet.

„Natürlich sind mit dem Lunatic-Modul nicht alle Probleme gelöst, Speicher werden auch in Zukunft gebraucht“, räumt Arlt ein. Doch die Effektivität bei der Gewinnung erneuerbarer Energien steige um ein Vielfaches, wobei der Energiefluss bei Vollmond am höchsten ist. Bei zu- und abnehmendem Mond sei die Menge der gewonnenen Energie entsprechend reduziert. Dennoch könnten die Ausfallzeiten für die Energielieferungen durch die Lunatic-Technologie auf praktisch eine Nacht im Monat reduziert werden, klarer Himmel vorausgesetzt.

Der Energiewende einen Schritt näher gekommen

„Einmal mehr sind wir in Bayern der Energiewende einen Schritt näher gekommen“, sagt Prof. Dr. Joachim Hornegger, Präsident der FAU. „Es freut mich ungemein, dass wir an der FAU unsere führende Rolle in der Energieforschung unter Beweis stellen konnten. Ein großer Erfolg ist dies vor allem auch für den Energie Campus, weil durch Entwicklungen wie diese immer wieder klar wird, dass die Investition von Steuergeldern an dieser Stelle einen unmittelbaren Nutzen für die Gesellschaft zu Folge hat.“

Prof. Dr. Wolfgang Arlt, Inhalber des Lehrstuhls für Thermische Verfahrenstechnik (TVT). Bild: FAU/David Hartfiel

Prof. Dr. Wolfgang Arlt, Inhalber des Lehrstuhls für Thermische Verfahrenstechnik (TVT). Bild: FAU/David Hartfiel

Prof. Dr. Wolfgang Arlt hat seit 2004 den Lehrstuhl für Thermische Verfahrenstechnik am Department für Chemie- und Bioingenieurwesen (CBI) der Technischen Fakultät der FAU inne und treibt die Forschung auf dem Gebiet Energie voran. Er fungiert als erster Vorsitzender der wissenschaftlichen Leitung des Energie Campus Nürnberg, einer interdisziplinäre Plattform für Energieforschung in Bayern. Ziel des Projekts ist es, die notwendigen Technologien für eine sichere, kostengünstige, klimaschonende, akzeptierte und nachhaltige Energieversorgung zu schaffen – auf der Basis regenerativer Energiequellen. Insbesondere umfasst dies die Kombination von Stromerzeugung aus erneuerbaren Quellen und Energietransport mit intelligenter Einspeisung und Speicherung, in Verbindung mit einer effizienten Nutzung. Begleitet werden diese Entwicklungen durch Akzeptanzforschung, Energiemarktkonzepte, Simulationen und Design.

Weitere Informationen:

www.encn.de

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