Ausbeuter der Sonne

12. April 2015, 13:30
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Materialphysiker Marcus Rennhofer optimiert Solartechnologie für den Praxiseinsatz

In Laboren wird weltweit an Solartechnik geforscht, die leistungsfähiger, langlebiger und günstiger ist. Wie viel Ertrag eine Photovoltaikanlage in der Praxis aber tatsächlich bringt, ist von vielen Faktoren abhängig. Urbane oder ländliche Umgebung, alpine oder Tallagen, die Art der Einbindung in Architektur und Energiesystem eines Hauses - das alles hat Einfluss auf die faktische Ausbeute.

Marcus Rennhofer, Senior Researcher am Energy-Department des Austrian Institute of Technology (AIT), beschäftigt sich mit dem Prozess, der zwischen einer im Labor erfolgreichen Solartechnologie und ihrer optimalen Integration in der Praxis liegt. "Mich interessiert, wie ich das Verhalten einer neuen Technologie vorhersagen kann, die auf industrielle Größen hochskaliert und natürlichen Umweltbedingungen ausgesetzt wird", sagt der Materialphysiker. "Auch wenn ich im Labor alles genau messe, weiß ich noch nicht, wie sich eine große Anlage draußen verhalten wird. Für Investitionen in die Solartechnik ist Planbarkeit aber sehr wichtig."

Rolle von Umweltfaktoren auf Photovoltaiksysteme

Die jeweiligen Umweltfaktoren spielen bei der Wahl und der Optimierung eines Photovoltaiksystems für einen bestimmten Standort eine große Rolle. "Es ist nicht egal, wo beispielsweise eine Anlage in Österreich steht. In den Bergen verändert sich der Anteil von UV-Licht im Spektrum. Das hat Einfluss auf die Energieerzeugung und die Haltbarkeit."

Auch Wind und Temperatur zeigen Auswirkungen. "Eine Anlage, die im Hochgebirge an einem Gletscher liegt, kann eine doppelt so hohe Ausbeute als unten im Tal liefern", sagt Rennhofer. "Die Sonneneinstrahlung ist dort intensiver, die Umgebungstemperatur niedriger, und der Gletscher wirkt wie ein Spiegel, der die Sonnenstrahlen reflektiert." Sogar die Flugzeuge, die über einem Gebiet verkehren, haben Einfluss. "Es war überraschend zu sehen, dass eine hohe Anzahl von Kondensstreifen den Energieertrag merkbar vermindern kann."

Integration von Solartechnik in Gebäudefassaden

Ein Schwerpunkt des 1977 geborenen Forschers liegt in der Integration von Solartechnik in Gebäudefassaden. Photovoltaik könne hier neben der Energieversorgung mehrere weitere Funktionen übernehmen, etwa Beschattung, Blendschutz und als Mittel gegen Überhitzung. "Wenn die im Fensterglas integrierte Photovoltaik Infrarotstrahlung abschirmt, spart man Kühlkosten in den Räumen."

Die Solarzellen werden an der Gebäudehülle in verschiedenen Formen in Erscheinung treten: als stabilisierendes, ins Glas eingearbeitetes Element, als Kunststoffschicht für Flachdächer, als Folie oder Teil eines Stahlbands; egal, ob die Module einen Energiebeitrag für einen Raum direkt hinter der Fassade leisten oder den Strom in ein lokales Netz einspeisen - wichtig sei, die Solartechnik von Anfang an in das Gesamtsystem eines Hauses zu integrieren.

Der in Mürzzuschlag aufgewachsene studierte Physiker kam 2008 ans AIT. Die Faszination für Astrophysik führte ihn an die Uni Wien, promoviert hat er dort aber über Materialphysik ultradünner Schichten. "Von dort war der Sprung zur Dünnschichtphotovoltaik nicht mehr weit", sagt Rennhofer. "Ich habe mich aktiv für die erneuerbare Energie entschieden, weil sie maßgeblich unsere Zukunft mitbestimmen wird. Wenn der Umstieg in der nächsten Generation nicht vollzogen ist, wird es zu spät sein." (Alois Pumhösel, DER STANDARD, 8.4.2015)

  • Marcus Rennhofer erforscht, wie Photovoltaik am besten in Gebäude integriert werden kann.
    foto: ait / krischanz zeiller

    Marcus Rennhofer erforscht, wie Photovoltaik am besten in Gebäude integriert werden kann.

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