Profitables Solargeschäft - Strom aus Sonnenlicht gibt es nur mit Vakuum

Profitables Solargeschäft - Strom aus Sonnenlicht gibt es nur mit Vakuum

2019 hat Abu Dhabi den größten einzelnen Solarpark der Welt in Betrieb genommen, noch größere Projekte sind aber schon geplant. Bei der Herstellung von Solarpaneelen spielt Vakuum bei allen wichtigen Schritten eine entscheidende Rolle, ebenso wie die Vakuumpumpen von Busch.
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Ende Juni 2019 wurde der Solarpark Noor Abu Dhabi mit dem Netz des Wüstenstaates verbunden. Es ist mit 3,2 Millionen Sonnenkollektoren auf acht Quadratkilometer Fläche laut Betreiberangaben weltweit die größte Solaranlage an einem Standort. Sie soll bis zu 1,18 Gigawatt Spitzenleistung produzieren und damit den Kohlendioxid-Ausstoß um eine Million Tonnen pro Jahr senken. Das entspricht dem CO2-Fußabdruck von 200.000 Autos. Bei der Einweihung wurde der Strompreis für die Abnehmer mit 2,42 US-Cent pro Kilowattstunde angegeben.

Herstellung immer effizienter

So günstige Preise für Solarstrom werden von großen modernen Solarparks inzwischen ohne Subventionen erreicht. Das bedeutet, dass Sonnenenergie bereits billiger gewonnen werden kann als Strom aus fossilen Brennstoffen. Damit rückt die erneuerbare Energie aus dem Bereich der staatlichen Förderung in die Sphäre des profitablen Geschäfts. Diese Entwicklung ist nicht zuletzt den rasanten Fortschritten bei der Herstellung der Solarpaneele zu verdanken. Vakuumtechnik findet sich dort in allen wichtigen Produktionsschritten.

Das beginnt bei der Fertigung des Siliziumsubstrats, das die Grundlage für die Solarzelle darstellt. Zur Gewinnung der benötigten Kristalle wird häufig das sogenannte Czochralski-Verfahren genutzt. Hierbei lässt man die Kristalle im Vakuum wachsen. Durch den Sauerstoffgehalt in der Luft würde das hochreine Silizium oxidieren, was wiederrum die Eigenschaften der hocheffizienten Siliziumscheiben beeinträchtigen würde.

Schicht für Schicht geschützt

Dünne Silizium-Scheiben aus dem kristallinen Material müssen dann ähnlich wie bei der Fertigung von Mikrochips mit elektrisch aktiven Schichten versehen werden. Es gibt verschiedene Verfahren, um die Schichten mit verschiedenen Funktionen aufzubringen. Da die Aufbringung der Schichten mit reaktiven Gasen erfolgt, die selbstentzündlich und oft auch toxisch sind, werden hierbei spezielle, sehr sichere Vakuumtechnologien eingesetzt. Nach diesem Schritt sind die Zellen bereits funktionsfähig und können Licht in Strom verwandeln. Allerdings würden sie in dieser Form Wind und Wetter – vom abrasiven Wüstensand ganz zu schweigen – nicht lange widerstehen können.

Um sie vor zerstörerischen äußeren Einflüssen zu bewahren und eine lange Betriebsdauer zu ermöglichen, werden die Paneele zwischen mehrere Schichten eines schützenden Kunststoffs und/oder Glases gepackt. Diese Spezialfolie soll sich ohne Zwischenräume und Luftblasen an die Paneele anschmiegen und sich anschließend fest mit ihnen verbinden. Zu diesem Zweck wird die Lamination ebenfalls im Vakuum durchgeführt. Bei den vakuumgestützten Schritten werden in vielen Anlagen genau für den jeweiligen Prozess ausgelegte Vakuumpumpen von Busch verwendet.

Noch vor wenigen Jahren hielt „Solar Star I + II" in der kalifornischen Mojave-Wüste mit einer Leistung von 579 Megawatt den Weltrekord. Der Park mit rund 1,7 Millionen Solarmodulen wurde im Juni 2015 eröffnet. Doch nur einige Monate später übernahm das „Kamuthi Solar Power Project" im indischen Bundesstaat Tamil Nadu mit 648 Megawatt und 2,5 Millionen Solarmodulen die Spitzenposition. Der Longyangxia Dam Solar Park in der chinesischen Provinz Qinghai setzte die Marke dann auf 850 Megawatt hoch. Dieser Wert wird seit Juni 2019 von Noor Abu Dhabi übertroffen. Weitere, noch größere Anlagen sind aber bereits in Saudi-Arabien, China und anderen Ländern geplant.


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