Optimierungs und Verstärkungstechniken Solar

Optimierungs- und Verstärkungstechniken

Die folgenden Techniken sind im wesentlichen chronologisch geordnet, wodurch einige der Methoden auch mehrfach erwähnt werden. Es lohnt sich also in jedem Fall, dieses Kapitel komplett zu lesen.

Sonnennachführung, Solar Tracking Systems

Einen der wichtigsten Schritte zur Optimieren des Energieertrags von Solarzellen bildet die Sonnennachführung, für die es schon früh unterschiedlichste Techniken und Mechaniken gibt. Im Allgemeinen geht man davon aus, daß durch eine einachsige Nachführung der Solarmodule der jährliche Energiegewinn um 27 %, und durch eine zweiachsige Nachführung sogar um 29 % gesteigert werden kann.

Es gibt eine Spezialseite von Duane C. Johnson hierzu, der ich inhaltlich keine Konkurrenz machen kann und will. Unter dem Label ‚Red Rock Energy’ wird hier so gut wie jedes bislang bekannt gewordene System erwähnt – außerdem ist die Seite ein Fundus langjähriger Erfahrungen samt unzählichen Selbstbauanleitungen.

Wesentlich ist vielleicht noch der Hinweis, daß die Beschäftigung mit den Optimierungs- und Verstärkungstechniken gerade im Laufe des vergangenen Jahres 2007 sehr stark zugenommen hat.

Berichten der Forschungs- und Entwicklungsinitiative Solare Energieversorgung (FEISS) der TU-Berlin zufolge läßt sich sogar bei einfachen Siliziumzellen die Ausgangsleistung verdoppeln, wenn zusätzliche Spiegel eingesetzt werden. Ein derartiges Modul in Form einer sogenannten Solar-Furche mit seitwärts hochgeneigten Spiegelflächen muß beim Ausrichten der zu den Spiegeln parallelen Schwenkachse nach Ost-West-Richtung sogar nur einmal pro Monat um wenige Winkelgrade nachgestellt werden – eine teure und komplizierte mechanisierte Sonnennachführung ist nicht mehr erforderlich. Dies hilft auch dabei, die Gesamtinstallationskosten derartiger Anlagen zu senken.

Heliofol II

Bereits im Mai 1978 meldet Thyl Steinemann beim Bundesamt für geistiges Eigentum in Bern das erste Patent seines Heliofol Solarkraftwerksystem an, dessen Effizienz und Wirtschaftlichkeit von kaum einem anderen photovoltaischen Solarsystem erreicht wird. Das Heliofol-System verwendet preisgünstige Materialien, die das Sonnenlicht auf hoch belastbare ‚Konzentrator’-Solarzellen bündeln. Diese Hochleistungszellen sind jeweils kaum größer als ein Daumennagel (5 cm²), leisten aber bei 120facher Strahlungsverdichtung und zweiachsiger Sonnennachführung das Fünffache gegenüber einer üblichen Solarzelle in der Größe einer Handfläche (150 cm²). Der Prototyp I besitzt etwa 150 einzelne Spiegelstreifen, die das Sonnenlicht auf einen, mit einem Glasrohr wärmeisolierten schwarzen Absorber verdichten. Prototyp II entsteht 1989, es handelt sich um ein Höchstleistungs-Solarzellenarray aus 20 Zellen (8 x 8 mm) aus Rußland sowie 3 Zellen aus den USA. Die Sonnenstrahlung wird etwa 100fach verdichtet. Das System erhält jedoch keine Fördermittel und die Entwicklung stagniert.

Teton-Konzentrator

1981 veröffentlicht Wayne Roderick und seine Teton Engineering Inc. Baupläne für einen Selbstbau-Solarkonzentrator mit einer thermischen Leistung von 6 kW. Die Anlage, die von 1980 bis 1987 kontinuierlich in Betrieb ist, besteht aus 116 Einzelspiegeln und besitzt eine automatische Sonnennachführung – ist gleichzeitig jedoch simple konstruiert und aus einfachen Materialien zusammengesetzt. 1999 erscheint eine überarbeitete Fassung, die inzwischen auch im Netz steht.

Bereits 1986 beginnt Prof. Richard Swanson an der Universität von Kalifornien mit der Arbeit an Tandemzellen, bei denen mehrere hintereinander angeordnete Siliziumschichten mit jeweils verschiedenen Stoffen – etwa Germanium oder Kohlenstoff – legiert werden. Er erzielt damit Wirkungsgrade von 27 %, wobei bis zu 30 % als erreichbar gelten. Die nur 80 µm dicke Zelle (etwa Haardicke) empfängt fast das gesamte sichtbare Spektrum. Prof. Swanson ergänzt seine Zellen mit winzigen Fresnel -Kunststofflinsen, die das Licht auf die etwa 17.000 aktiven Punkte pro 15 mm2 konzentriert. Diese Linsen gehen zurück auf den französischen Ingenieur und Physiker Augustin Jean Fresnel (1788 — 1827), der mit seinen Arbeiten der Wellentheorie des Lichtes zum Durchbruch verhalf. Fresnel war es übrigens der damals nachgewiesen hat, daß Licht aus Transversalwellen besteht; ihm gelang auch die erste Wellenlängenbestimmung des Lichtes. Die Technologie der Fresnel-Linsen wird auch noch bei diversen anderen System angewandt (s.u.).

Diese Tandemzellen werden auch Stapelzellen oder Kaskadenzellen genannt, weitere Namen sind Sandwich- oder Schichtbau-Zellen. Energiereiche Lichtquanten werden schon in der ersten Schicht absorbiert, während energieärmere in einer der folgenden Schichten mit der passenden Energielücke ‚geschluckt’ werden. Theoretisch sind mit dieser Technik Wirkungsgrade bis zu 50 % möglich. Das ISE erreicht mit Gallium (s.o.) bereits 1997 einen Wirkungsgrad von 31 %, wobei hier noch zusätzlich Plexiglaslinsen zum Einsatz kommen. 1999 wird dort eine monolithische Tandemzelle mit einem Wirkungsgrad von 27 % entwickelt, was zu diesem Zeitpunkt ein Europa-Rekord ist. Da diese Zelle in einem Prozeß hergestellt wird, ist ihre Fertigung weit kostengünstiger, als das Aufeinandersetzen zweier getrennt hergestellter Zellen wie im Fall der herkömmlichen Tandem-Zelle. Den Weltrekord bei monolithischen Tandemzellen hält Japan mit einem Wirkungsgrad von 30,9 %.

Auch bei den Sandia National Laboratories wird seit 1989 mit Kunststofflinsen experimentiert, die das einfallende Licht bündeln und mit bis zu 100-facher Stärke auf dahinterliegende Siliziumzellen werfen. Es wird damit ein Wirkungsgrad von 20,3 % erreicht. Im Laufe der Jahre wird dann mittels einer mechanischgeschichteten Vielfachkontakt-Zelle ein Wirkungsgrad von 31 % erreicht, auch hier besteht die Deckhaut aus flachen Kunststofflinsen, unter der eine Schicht aus Galliumarsenid über einer aus Silizium liegt. Man plant, in wenigen Jahren eine marktreife 3-Schicht-Zelle mit einem Wirkungsgrad von 38 % zu erreichen.

Eine ähnliche Technik wird auch vom Electric Power Research Institute (EPRI) untersucht, das von verschiedenen US-Stromversorgern gegründet wurde. Bei den dort entwickelten Punkt-Kontakt-Zellen werden Fresnel-Linsen mit einer Antirefelxschicht kombiniert. Auf den vielen kleinen und hocheffektiven Zellen wechseln sich reflektierende Streifen mit den ‚Kontaktpunkten’ ab. – auf ca. 1 cm2 Zellenoberfläche befinden sich rund 73.000 solcher mikroskopischen kleinen Kontaktpunkte. Zur Steigerung der Effizient ist die Zelle auf einer Kupferkonstruktion zur Wärmeableitung angebracht.

Am Zentrum für photovoltaische Systeme der Universität von Neusüdwales in Sydney erreicht Prof. Martin Green bereits 1989 im Labormaßstab bei monokristallinen Siliziumzellen einen Wirkungsgrad von 23 %, und bei polykristallinen 18 % durch das lasergestützte Eingravieren von V-Ritzen in das Solarzellen-Material: Zwischen den pyramidenförmigen Erhebungen fängt sich das Sonnenlicht, fast jedes Photon wird zur Energieumwandlung genutzt. Das Forscherteam um Prof. Green hofft, sogar bis 25 % zu kommen. Bereits lizenzierte Vorgängermodelle erreichen 20 % und werden schon 1992 in großen Mengen produziert und nach Japan verkauft. Für seinen Erfolg auf dem Gebiet der Solarzellen-Entwicklung erhält Prof. Green 1991 den Eureka-Preis für Umweltforschung. Bis 1996 hat die Universität schon Solarzellen für über 10 Mio. AUS-$ verkauft, unter anderem auch nach Spanien (Toledo), Deutschland (Technologiepark Gelsenkirchen) und in die Schweiz (Parlamentsgebäude). Auf der Photovoltaik-Konferenz 1998 in Wien berichtet Prof. Green von neuen Rekorden: 24,4 % für monokristalline und 19,8 % für polykristalline Module.

Eine australische Entwicklung wird relativ schnell von BP Solar und Telefunken Systemtechnik übernommen. Bereits 1991 erwerben die Unternehmen Lizenzen für die neue Zellenarchitektur, bei der die Zellenoberfläche in Form einer umgekehrten Pyramide strukturiert wird. Diese Strahlenfalle erhöht den Wirkungsgrad von 15 % auf 18 %.

Die Mitte der 90er von BP Solar hergestellten Siliziumzellen werden mit der Saturn-Technologie behandelt, wobei die Zellenoberfläche derart mit Lasern bearbeitet wird, daß neben dem direkten auch das diffuse Sonnenlicht genutzt werden kann.

An dem Lehr- und Forschungsgebiet Hochtemperaturthermodynamik (LHT) an der TH Aachen wird 1993 ein Kopierverfahren für großflächige holographische Konzentratoren entwickelt. Die bis zu 1 m² großen Hologramme zerlegen das Sonnenlicht in seine spektralen Bestandteile und fokussieren diese in diskreten Bändern auf spektral angepaßte Solarzellen. Zum einen genügen dadurch kleinere Flächen von Solarzellen, zum anderen steigt der Wirkungsgrad mit der Einstrahlungsintensität. Zugleich kann mit holographischen Linsen deren wellenlängenabhängige Beugung zur spektralen Aufsplittung genutzt werden: Spezielle, in ihrem Bandabstand an das jeweilige Teilspektrum angepaßte Solarzellen wandeln das eintreffende Licht unter verminderten Verlusten in Elektrizität um. Unerwünschtes Infrarotlicht kann ausgeblendet werden. Das BMFT unterstützt dieses Vorhaben bei dem das spektral zerlegte Sonnenlicht bis zu 50-fach konzentriert werden kann.

Unter dem Namen Amonix-Zelle wird 1994 ein Forschungsprojekt in Atlanta (Georgia) beendet, bei dem es um die Integration von gehärteten Acryl-Linsen und trichterförmigen Aluminiumreflektoren geht. Die photovoltaische Zelle empfängt dadurch 200- bis 500 Mal mehr Lichtenergie als eine gleichgroße Fläche ohne diese Verstärkungstechniken. Die Herstellung dieser Zellen ist mit bewährten Verfahren und sehr kostengünstig auch in den Chipwerken der Computerindustrie machbar.

Bei der Vorstellung eines Eigenheim-Kraftwerkes mit 2 kW erklärt der Präsident des Anlagenherstellers Amonix, Vahan Gaboushian, daß man 15 Jahre lang geforscht habe, um zu dem Wirkungsgrad von 20 % zu kommen. Eine 20 kW Anlage wird auf dem Dach des Solarlabors der Arizona Public Service Company getestet – ein 159 m² großes Solarpaneel mit Sonnennachführung, das aus 4.032 Amonix-Zellen besteht. Bei erfolgreichem Testverlauf soll auf einer Fläche von 240 ha ein Großkraftwerk mit 100 MW errichtet werden.

Prof. Hezel, der an der Universität Erlangen-Nürnberg 1987 eine Siliziumnitrid-Inversionsschicht-Zelle entwickelt hatte, arbeitet 1996 am Institut für Solarenergieforschung in Hameln-Emmerthal (ISFH) an einer Optimierung von Solarzellen durch Rillen auf deren Oberfläche, die als Lichtfänger dienen. Außerdem können darauf auf elegante Art die Stege zur Stromabnahme angebracht werden. Die sehr dünnen Zellen mit einem Wirkungsgrad von 18 % nehmen ferner das indirekte Sonnenlicht an ihrer Rückseite auf, so daß der Gesamtenergieertrag um bis zu 50 % gesteigert wird.

V-Trog Anlage

1997 werden erstmals V-Trog Solar-Generatoren, eine weitere Entwicklung des Stuttgarter Zentrums für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung (ZSW), großtechnisch eingesetzt. Längsspiegel an beiden Seiten der Zellen lenken das Licht auf diese und sollen die Energieausbeute um bis zu 80 % steigern. Die Anlage, die 8 Mio. DM kostet, wird auf dem Dach des neuen Mercedes-Benz-Motorenwerkes in Bad Cannstatt installiert, ist 5.000 m² groß und soll jährlich etwa 500.000 kW/h Solarstrom liefern.

Das Institut für Licht und Bautechnik der FH Köln stellt 1999 eine Weiterentwicklung der dort untersuchten holographischen Verschattungssysteme (s. passiven Solararchitektur), ein schwenkbares Hologramm zur Umlenkung von Licht auf Solarzellen, mit dem sich der Wirkungsgrad der Zellen nahezu verdoppelt.

Tobias Repmann vom Forschungszentrum Jülich und der RWTH Aachen, hat die Solarzellenherstellung optimiert und die Prozesstechnik zur großflächigen Herstellung von Stapelsolarzellen aus amorphem und mikrokristallinem Silizium entwickelt Die neuartigen Stapelsolarzellen haben einen deutlich höheren Wirkungsgrad (30 % –  50 %) als die gegenwärtig produzierten Dünnschichtzellen aus Silizium. Außerdem ist es gelungen, eine Technologie zu entwickeln, mit der Silizium-Dünnschicht-Solarzellen großflächig (Fertigungsgröße: 30 x 30 cm²) und mit industriell umsetzbaren Prozessen hergestellt werden können. Das Verfahren weist den Weg für die industrielle Verwertung für Modulflächen von einem Quadratmeter und mehr. Für seine Arbeit wurde Repmann im Mai zweiter Sieger des Wissenschaftspreises 2004, der vom Industrie-Club Düsseldorf und vom Wissenschaftszentrum Nordrhein-Westfalen verliehen wird.

Im Mai 2002 wird in New Orleans, Louisiana, die ‚First International Conference on Solar Electric Concentrators’ (ICSC-1, 3 Tage) veranstaltet, die ab 2003 dann zweijährlich an unterschiedlichen Orten stattfindet. Die Entwicklung schreitet jedoch so schnell voran, daß auch die Titel schnell erweitert wird: Ab der ICSC-2 im Jahr 2003 in Alice Springs, Australien, heißt es dann ‚The International Solar Concentrator Conference for the Generation of Electricity or Hydrogen’ und dauert schon 5 Tage. Die ICSC-3 (ebenfalls 5 Tage) findet 2005 in Scottsdale, Arizona, und die ICSC-4 im spanischen El Escorial im März 2007 statt.

Die kalifornische Boeing-Tochter Spectrolab stellt im Juli 2003 eine Solarzelle mit 36,9 % Wirkungsgrad vorgestellt – ein neuer Weltrekord. Dieser Rekordwert wird unter Bestrahlung mit 300-fach konzentriertem Sonnenlicht (über ein Linsen- oder Spiegelsystem) erreicht, was allerdings eine aufwendige Kühlung erforderlich macht. Die Spectrolab-Zelle ist aus drei dünnen Schichten zusammengesetzt. Die oberste besteht aus einer Gallium-Indium-Phosphor-Verbindung, in der Mitte kommen Gallium, Indium und Arsen, unten reines Germanium zum Einsatz. Jede dieser Schichten kann einen bestimmten Wellenlängenbereich des Lichts besonders effektiv zur Stromerzeugung nutzen. Eine weitere Besonderheit der Zelle ist die Größe von nur einem Viertel Quadratzentimeter.

Ugur Ortabasi, Inhaber der United Innovations Inc. in San Marcos, Kalifornien, stellt 2003 einen Kugel-Konzentrator vor, der einen Wirkungsgrad um 35 % besitzen soll. Dabei wird von mehreren Spiegeln konzentriertes Sonnenlicht in einen Sammler geleitet wird, dessen Eintrittsöffnung als Prisma funktioniert und das zerlegte Licht auf jeweils optimierte Solarzellen richtet. Bei weiterentwickelten Systemen sollen sogar 50 % des Sonnenlichts ugesetzt werden können.

2004 beginnt die HelioDynamics Ltd. aus Orinda, Kalifornien, mit Testläufen an ihren neuentwickelten CLFR HD211 Systemen, welche die kombinierte Nutzung von Sonnenstrom und Sonnenwärme erlauben. Dabei sind die Solarzellen mit Fresnel-Linsen ausgestattet,

während die Kühlsysteme nutzbare Wäre abführen. Pro Receiver sind 60 monokristalline Zellen der Maße 125 mm x 62.5 mm integriert, wobei jeweils drei Receiver zu einer Einheit mit 1,5 kW elektrischer und 10 kW thermischer Ausgangsleistung zusammengeschaltet sind. 4 der Reflektoren sind der Sonne nachgeführt, während 7 weitere die Einstrahlung fokussieren. Jede Einheit ist 12 m lang, 3,6 m breit und 2,3 m hoch, ihre Reflektionsfläche beträgt 31,8 m² und sie besitzt 5 wassergekühlte Wärmetauscher. Die Testinstallation bildet den Teil einer 32 kW Anlage in Tampa, Florida.

Ende 2004 erscheinen Meldungen über den Solarkonzentrator eines gewissen Chris Straka und dessen 2002 gegründeten Ascendant Energy Co. in Rockland, Maine. Hier werden die Sonnenstrahlen auf ein Band aus Solarzellen konzentriert, wobei Zellen mit einer Nominalleistung von 18 W dann bis zu 90 W leisten sollen. 2007 scheint das Unternehmen bereits verschiedene Anlage installiert zu haben, hält sich auf seiner Homepage mit technischen Angaben aber auffallend zurück. Ebenso auffallend ist, daß diverse frühere Pressemeldungen darüber nicht mehr aubrufbar sind.

Unter dem Namen SunBall wird Ende 2005 ein von Greg Watson erfundener Solarkonzentrator vorgestellt, bei dem sieben hoch effiziente Triple-Solarzellen (s.d.) mit einem Wirkungsgrad von 35 – 38 % eingesetzt sind, wie sie sonst nur im Weltall Anwendung finden. Diese bekommen ihr Sonnenlicht von Fresnel-Linsen aus Acryl mit einer 500-fachen Fläche der Solarzellenfläche selbst. Die entstehende starke Hitze wird über Kühlelemente abgeführt. Für den modular aufgebauten und mit einer automatischen Sonnennachführung versehenen SunBall wird eine Gesamteffizienz von 33% errechnet, bei einer Leistung von 42 Watt. Anfang 2006 will man damit auf den australischen Markt kommen, zu einem Preis von 1.600 AU-$.

Ein größeres Modell mit einem Durchmesser von 1,13 m und einem Gewicht von 20 kg ist mit 20 Zellen ausgestattet und soll 330 W leisten. Auf der Homepage des Unternehmens Green and Gold Energy Pty. Ltd. in Adelaide wird 2007 allerdings nur noch vom SunCube geredet, der im Februar 2008 erstmals der Öffentlichkeit vorgestellt werden soll.       Das Mark 5 Modell ist mit Glaslinsen ausgestattet, und besitzt zwei separate Nachführungsmotoren sowie einen integrierten Wechselrichter. Als Jahresleistung werden 711 kW/h genannt. Der Preis bleibt in etwa der gleiche.

Mit einer Konzentrator-Solarzelle aus III-V Halbleitern erzielt das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE) Anfang 2005 einen europäischen Wirkungsgradrekord von über 35 %. Der Winzling ist 0,031 Quadratzentimeter klein und besteht aus Materialien der dritten und fünften Gruppe des Periodensystems. Bei der Rekord-Zelle handelt es sich um eine monolithische Tripel-Solarzelle, die aus Galliumindiumphosphid, Galliumarsenid und Germanium besteht und in einem einzigen Prozeß hergestellt wird. Die hohe Effizienz wird durch die Umwandlung unterschiedlicher Bereiche des Sonnenspektrum erreicht. Das Unternehmen RWE Space Solar Power in Heilbronn fertigt diese Tripelzellen bereits für den Einsatz im Weltraum nach einem ebenfalls am Fraunhofer ISE entwickelten Prozeß. Auf der Erde werden Tripelzellen als Konzentrator-Solarzellen eingesetzt. Fresnel-Linsen konzentrieren dabei das Sonnenlicht auf sehr kleine runde Zellen mit einer Fläche von nur 0,031 cm2, also etwa in der Größe von Leuchtdioden. Mit der Technologie der Flatcon-Konzentratormodule, die schon in Kürze dem Markt zur Verfügung stehen sollen, können Systemwirkungsgrade deutlich über 25 % erzielt werden. Im Rahmen eines vom Bundesumweltministerium geförderten Forschungsprojekts werden erste Demo-Konzentratoren getestet.

Die Freiburger Firma Concentrix Solar GmbH wird als Ausgründung des ISE Anfang 2005 damit bekannt, daß sie große Konzentrator-Photovoltaik-Systeme mit Leistungen zwischen 100 kW und mehreren MW bauen will. Technologische Grundlage sind auch hier die am ISE entwickelten Flatcon-Module, die hocheffiziente Solarzellen mit kostengünstiger Modul- und Linsentechnologie verbinden. Die Prototypen von Concentrix Solar erreichen einen Wirkungsgrad von 35 %, und das Unternehmen hofft, damit auf Modulwirkungsgrade von bis zu 28 % zu kommen.

SolFocus – gegründet 2005 in Palo Alto, Kalifornien – stellt 2006 rund 4.000 Stück photovoltaische Solarkonzentrator-Systeme her, die im Rahmen eines Pilotprojekts ab 2007 für Feldtests eingesetzt werden sollen. Die einzelnen Paneele der ersten Generation bestehen aus mehreren Primär- und kleineren Sekundärspiegeln, die das Sonnenlicht auf die Solarzellen leiten, während die zweite Generation als Verbundpaneel mit wabenähnlicher Struktur entwickelt wird, das sich auch viel leichter herstellen läßt. Die kommerzielle Produktion soll sich dann 2008 an. Mit der Moser Baer India Ltd. (MBI) in New Delhi, Indien, wird ein weiterer Produzent gewonnen.

SolFocus und das Palo Alto Research Center (PARC) des Weltkonzerns Xerox arbeiten ferner gemeinsam daran, das Sonnenlicht auf das 500-fache zu verstärken um die Energieausbeute zu vergrößern. Die Hitze wird dabei an die Luft abgeführt.

Practical Instruments (PI), eine Ausgründung des CalTech im kalifornischen Pasadena, entwickelt 2006 mit dem Heliotube (s.u.) ein weiteres PV-Konzentratorsystem, das bei gleichem Output eine Reduzierung der Solarzellenzahl um 88 % ermöglicht. Dieses System wird einachsig der Sonne nachgeführt. PI will bis 2008 Anlagen entwickeln, die das Sonnenlicht sogar tausendfach verstärken und pro Paneel 400 – 450 W Strom liefern, rund das Dreifache heutiger Paneele.

Der wohl größte Auftrag für Konzentrator-Module des Jahres 2006 geht mit 35 Mio. $ an das US-Unternehmen Silicon Valley Solar in Santa Clara, Kalifornien. Ab dem ersten Quartal 2008 wird es über einen Zeitraum von drei Jahren insgesamt 10 MW seiner Sol-X2 Module an die Pacific Power Management in Auburn ausliefern.

Ein weiterer interessanter Ansatz ist, Solarzellen zu ‚schwärzen’, damit weniger Licht reflektiert und dafür mehr absorbiert werden kann.

Mit schwarzen Solarzellen beschäftigen sich zur Zeit zwei Forschungsgruppen. An der Harvard University wird unter der Leitung des Physikers Eric Mazur mit extrem kurzen Laserimpulsen die spiegelnde Oberfläche des Wafers in einen stark lichtabsorbierenden und schwarz erscheinenden Wald mikroskopischer Spitzen verwandelt.

Und an der TU München gelingt es Prof. Martin Stutzmann und seinen Kollegen 2006, die Reflektion der Silizium-Oberfläche im photosensitiven Bereich der Zellen um 95 – 98 % zu senken. Hierfür entwickelte der Physiker Svetoslav Koynov eine einfache und schnelle Technik, die bei jeder Siliziumart und -dicke eingesetzt werden kann, und bei der auf naßchemischem Wege eine Textur in der Zellenoberfläche eingebracht wird. Dabei werden auf der Siliziumoberfläche nanometergroße Goldkörnchen ausgebracht, die sich im Rahmen einer katalytischen Reaktion mit einer Lösung aus Wasserstoffperoxid und Fluorwasserstoffsäure regelrecht in die Oberfläche hineinbohren. Die Nanopartikel lassen sich anschließend mir einer Lösung aus Jod and Kalium wider entfernen. Man rechnet damit, daß der Wirkungsgrad der entsprechend behandelten Zellen dadurch um 10 – 20 % gesteigert werden kann. Nun sei man auf der Suche nach finanzieller Unterstützung, um die Methode weiter zu entwickeln und in drei Jahren auf den Markt zu gehen.

Anfang 2006 stellt die im davorliegenden April gegründete Stellaris Corporation in Lowell, Massachusetts, einen Flachkonzentrator unter dem Namen Concentrating Photovoltaic Glazing (CPG) vor, der aus 6 mm hohen Linsen aus Polycarbonat besteht, die das Licht auf Streifen auf Dünnfilm-Solarzellen konzentrieren. Dadurch werden zwei Drittel des für die gleiche Leistung notwendigen Zellenmaterials eingespart, während die Panele gleichzeitig wie transparent wirken. 2007 spricht das Unternehmen von seiner ,ClearPower’ Technologie, läßt sich verschiedene Namen urheberrechtlich sichern, scheint aber sonst noch nicht viel zustandegebracht zu haben.

Ebenfalls Anfang 2006 kommt der Suncone der Firma Barnabus Energy Inc. in die Presse, nachdem das Unternehmen gemeinsam mit der Hytec Inc. aus Los Alamos, New Mexico, einen Vertrag zur Entwicklung eines marktfähigen Prototypen abgeschlossen hat. Bei der Erfindung von Dr. Melvin Prueitt handelt es sich um eine Gruppe zusammenfaltbarer, konischer thermischer Konzentratoren, welche die Sonnenstrahlen wie in einem Trichter bündeln. Der Konus selbst besteht aus einem Aluminium-beschichteten Kunststoff, bleibt selber kühl und ist von einer transparenten Folie abgedeckt. Innerhalb einer Trägerstruktur aus Aluminium erhalten die Konusse ihre feste Form durch einen Luftüberdruck. Als Energiesammelpunkte dienen mit Glas umhüllte Zirconium-Stäbchen.

Der geplante Prototyp ist 2 m lang, mit einem Durchmesser von 1,5 m an seinem breiten Ende, und soll Temperaturen bis 2.000°C erreichen. Bei einer Betriebstemperatur von 600°C soll der Wirkungsgrad 90 % betragen. In Verbindung mit einer ebenfalls von Hytec entwickelten und zum Patent angemeldeten dampfbetriebenen ‚Kinetic Pump’ läßt sich die Anlage auch zur Meerwasserentsalzung einsetzen.

Bald darauf übernimmt die Open Energy Corp. eine weltweite Lizenz, um die Innovation unter dem Namen SunCone CSP (Concentrating Solar Power) zu vermarkten, und schon im November 2006 wird mit der Infinia Corporation ein Entwicklungsvertrag zur Integration des Produkts in einem Energieerzeugungssystem unterzeichnet, bei dem die Freikolben-Stirlingmotoren von Infinia eingesetzt werden (s.d.). Man ist überzeugt, davon, daß sich das Suncone CSP System so modifizieren läßt, daß damit die über 700°C für den Infinia-Motor erzeugt werden kann.

Die Infinia Corporation – ein Energietechnologieunternehmen im Besitz seiner Mitarbeiter, das seit 1985 in der Entwicklung und Vermarktung von innovativen Stirlinggeneratoren und Cryocoolern tätig ist – arbeitet bereits an der Kommerzialisierung eines 1 kW Stirlingmotors zur Wärme- und Stromerzeugung in Asien und Europa. Nun beginnt eine Produktentwicklung auf Basis einer modifizierten Version, um die technische Durchführbarkeit des Suncone/Stirling-Systems nachzuweisen.

Die Firma Energy Innovations im kalifornischen Pasadena beginnt 2001 ihre ersten Versuche mit Stirlingmotoren und Solarkonzentratoren, und experimentiert ab 2003 mit diversen unterschiedlichen Spiegeln, Linsen, Reflektoren usw., bis im Frühjahr 2005 mit der Prototypen-Produktion des Sunflower 250 Systems auch die praktische Erprobung beginnen kann.

Dabei handelt es sich um den ersten Solarkonzentrator, der klein genug ist, um auf einem Dach montiert werden zu können. Neben Idealab Mohr gehört auch Davidow zu den größten Share-holdern des Unternehmens. (Nicht zu verwechseln mit den SunFlower Modulen im Gewächshausbereich).

Der Heliotube Solarkonzentrator von Practical Instruments aus Pasadena mit einem Output von 177 W wird ab Mitte 2006 angeboten. Er besteht aus 10 schmalen Trögen mit Sonnennachführung und wird in den traditionellen Maßen von Solarkollektoren verkauft (60″ x 42″ x 6″). Das Folgeprodukt soll 500 W erreichen, indem das durch die Linsen auf die Tripel-Solarzellen fallende Sonnenlicht statt bislang 500-fach nun sogar 1.000-fach verstärkt wird.

Im März 2007 wird der Firmenname geändert, und das ursprünglich 2005 durch ein Team erfahrener Ingenieure der NASA und des JPL gegründete Unternehmen heißt nun Soliant Energy Inc. und wird mit 4 Mio. $ vom U.S. Department of Energy gefördert. Ende des Jahres soll mit der Produktion begonnen werden – doch auf den Abbildungen von 2008 sieht es so aus, als hätte inzwischen jede Zelle ihren eigenen ‘Trichter’. Außerdem gibt die Firma bekannt, ab 2010 ein neues und verbessertes Design präsentieren zu wollen.

Forscher des Mainzer Max-Planck-Instituts für Polymerforschung in Mainz und dem Sony Materials Science Laboratory in Stuttgart berichten im Oktober 2006 über ein neuentwickeltes Verfahren, mit dem man langwelliges Licht niedriger Energie einer gewöhnlichen Lichtquelle in kurzwelliges Licht höherer Energie überführen kann. Vergleichbares gelang bislang nur mit Laserlicht hoher Energiedichte, das unter bestimmten Bedingungen in einer Photonenfusion zwei energiearme Photonen zu einem energiereichen vereinigt.

Durch die geschickte Kombination zweier lichtaktiver Substanzen (Platinoctaethylporphyrin und Diphenylanthracen), deren Lösung langwelliges, grünes Licht in kurzwelliges, blaues Licht umwandelt, gelingt es nun erstmals, auch Photonen aus gewöhnlichem Licht, wie etwa Sonnenlicht, so zu manipulieren, daß sich die Energie der Photonen bestimmter Wellenlängen addiert (Photonenpaarung). Damit läßt sich die Effizienz von Solarzellen drastisch erhöhen. Und anstatt eine neue Solarzelle zu basteln, werden bestehende Module mit einer zusätzlichen Schicht verbessert. Um diesen Prozeß zu optimieren und einer Anwendung näher zu bringen, erproben die Wissenschaftler neue Substanzpaare für weitere Farben des Lichtspektrums und versuchen, diese in eine Polymermatrix zu integrieren.

Eine Verbesserung der realen Solarzellenleistung läßt sich aber auch ganz einfach erreichen: Der Metallbauer und Elektroingenieur Jan van Beeck in Kleve stellt 2006 ein selbstentwickeltes Kühlungssystem für seine Solarmodule vor. Sobald ihre Temperatur über 25°C steigt, schaltet sich eine Sprinkleranlage ein. Durch diese Kühlung wird die Leistung der Photovoltaik-Anlage um beachtliche 15 % gesteigert.

Das US-Spezialunternehmen Prism Solar Technologies stellt 2006 den Prototyp eines neuartigen Solarmoduls vor, das große und aufwendige Lichtkonzentratoren durch flache Panels ersetzt, die mit einer Hologrammschicht laminiert sind, um das Licht zu bündeln. Die Hologramme lenken das Licht innerhalb einer Glasschicht derart um, das es so weit reflektiert wird, bis es auf die Siliziumschicht trifft. Das Muster wird zuvor per Laser eingebrannt. Hologramme sind allerdings in ihren Lichtbündelungseigenschaften weniger effizient als gewöhnliche Konzentratoren. Sie verstärken das eintreffende Licht auf den Zellen nur um den Faktor 10, während mit linsenbasierten Systemen Faktoren zwischen 100 und 1000 erreicht werden.

Vorteilhaft ist wiederum, daß Holografische Solarzellen bestimmte Lichtfrequenzen herausfiltern und sie auf eben jene Zellen lenken können, die am besten mit diesen Frequenzen arbeiten, um die maximale Energieleistung aus dem Licht zu holen. Frequenzen, die die Zellen dagegen nur erhitzen würden, lassen sich ablenken, was ein Kühlsystem überflüssig macht. Hologramme lassen sich außerdem so aufbauen, daß sie das Licht aus verschiedenen Winkeln aufnehmen – bewegliche Teile werden als nicht mehr benötigt.

Die Kosten sollen sich so von 4,00 $ auf 1,50 $ pro Watt reduzieren lassen, da bei dieser Methode auch 25 % bis 85 % weniger Silizium notwendig ist, weil das fotovoltaische Material nicht die ganze Fläche des Solarpanels einnehmen muß, um die gleiche Wattleistung zu erreichen. Die Module von Prism Solar lassen sich außerdem auf Hausdächern installieren und sogar in Fenster und Glastüren einbauen. Die erste Generation soll ab Ende 2006 produziert werden, zu einem Preis von 2,40 $ pro Watt. Die nächste Generation der Module wird die Solarzellen dann zwischen zwei mit Hologrammen versetzten Glasschichten packen.

Auch die Firma Holotec GmbH aus Aachen forscht und produziert im Bereich holografischer Materialien. Ebenso hätten Northeast Photosciences aus den USA kurz vor der Produktion solcher Solarzellen gestanden, mußte dann aber aus verschiedenen Gründen aufgeben.

Ende 2006 stellt Sharp eine Siliziumzelle vor, die ebenfalls mit einer Fresnel-Linse ausgestattet ist und damit die doppelte Effizienz erreicht. Weitere Unternehmen, die nun mit ähnlichen Konzepten auf den Markt kommen sind die Firmen SolFocus aus Palo Alto, HelioDynamics aus Cambridge sowie die von Bill Groß gegründete Energy Innovations aus Pasadena. Hier hat man mit dem Sun Blower ein System aus 16 Linien zu jeweils 53 Spiegeln im Angebot.

500 mal weniger Solarzellenmaterial als konventionelle Systeme soll der Solar Balloon des 2006 von Eric B. Cummings gestarteten Unternehmens CoolEarth Solar in Livermore, Kalifornien, benötigen, um den gleichen Output zu erzielen – allerdings mit Hochleistungssolarzellen aus der Raumfahrt. Bis 2010 will man die derzeitigen Kosten für installierte Photovoltaik um 90 % senken. Wie schon der Name sagt, handelt es sich um aufblasbare Reflektoren, die in Reihen auf Seilen aufgespannt werden, und keine bodenseitigen Trägerstrukturen benötigen.

Solar Balloons

Das Unternehmen errechnet, daß man dadurch eine gleiche Kollektorfläche 400 mal günstiger herstellen kann als mit polierten Aluminiumspiegeln. Mit einem Durchmesser von 2 m leistet jeder Ballon 500 W, die Kosten des Ballons werden im Falle einer Massenherstellung auf 2 $ geschätzt. Als Systempreis einer 1 MW Anlage 2010 will man 29 US-Cent/W erreichen. Die erste Pilotanalage soll Ende 2007 aufgestellt werden.

Mitte 2007 wird in Israel eine weitere Form der Optimierung vorgestellt, bei der ebenfalls Ballone zum Einsatz kommen. Diese Balloon-Satellites sind jedoch mit Helium befüllt und schweben wie ‚Luftpflanzen’ in die Höhe – als Blätter mit einem Solarzellenüberzug am Strang ihrer Kabel, durch die gleichzeitig auch Helium nachgeliefert wird. Dr. Pini Gurfil und sein Doktorand Yossi Corrie vom Technion Institute installieren zwei Demontsrationssysteme, eines in Haifa und eines in der Wüste. Sie denken zukünftig aber schon an Ballons, von denen einer oder zwei ausreichen um den Strombedarf einer ganzen Familie zu decken.

Im Mai 2007 beginnt ein großes Solarkonzentrator-Projekt in der spanischen Region Castilla la Mancha, berühmt geworden durch Don Quijote und seine Windmühlen, wo vier Unternehmen gemeinsam ein 2,7 MW Kraftwerk errichten – allerdings mit unterschiedlichen Arten von Solar-Konzentrator-Technologien. Beteilingt sind Solfocus (USA, 500 KW), Concentrix (Deutschland, 500 KW), Isofoton (Spanien, 700 KW) und Guascor Foton (Spanien / USA, 300 KW). Koordiniert wird das Projekt vom Institute of Concentration Photovoltaic Systems (ISFOC), ausgewählt wurden die Firmen bereits im Oktober 2006.

Im Mai 2007 stellen auch Forscher der australischen University of New South Wales eine Solarzelle mit Konzentrator vor, die einen Wirkungsgrad von 30 – 50 % erreicht. Hier wird ein rund 10 nm sarker Silber-Dünnfilm auf eine Solarzelle gelegt und auf 200°C aufgeheizt. Dabei zerfällt dieser Film in in winzige, 100 nm große ,Inseln’ aus Silber, welche den Grad des Lichteintrags erheblich steigern. Zur Versorgung eines Einfamilienhauses würde dadurch eine Fläche von 10 m² ausreichen.

Einen reproduzierbarer Wirkungsgrad von 40,7 % erreicht dagegen bereits im Juni 2007 eine Metamorphic Multijunction Concentrator Cell (MMCC) der Boeing-Tochter Spectrolab Inc., – die damit gleichzeitig auch den bislang als theoretische Obegrenze geltenden Wert von 37 % durchbricht. Doch lange hält dieser Rekord nicht vor, denn nur einen Monat später erreicht die Very High Efficiency Solar Cell (VHESC) einen Wert von 42,8 %. An dem knapp 2-jährigen Forschungsprogramm waren allerings eine ganze Reihe hochkarätiger Unternehmen und Forschungsinsitutionen beteiligt: BP Solar, Blue Square Energy, Energy Focus, Emcore, SAIC, die University of Delaware, das National Renewable Energy Laboratory, die Georgia Institute of Technology, Purdue University, University of Rochester, das Massachusetts Institute of Technology, die University of California Santa Barbara, die Firma Optical Research Associates und die Australian National University.

lateral solar cell

Als nächster Schritt wird die DARPA nun ein Konsortiom aus der University of Delaware und dem Chemieriesen DuPont über drei Jahre lang mit einem Gesamtbetrag von 100 Mio. $ finanzieren, um die Zelle unter dem Titel Lateral Solar Cell zu einem kommerzialisierbaren Produkt weiterzuentwickeln.

Ein günstiges Produktionsverfahren für naßchemisch hergestellte Polymersolarzellen, welche die Grundlage der bereits mehrfach beschriebenen Tripelzellen mit Konzentratorlinsen bilden, wird derweil von einer Arbeitsgruppe der University of California in Santa Barbara und des Gwangju Instituts für Wissenschaft und Technologie entwickelt.

Der Compact Linear Fresnel Reflector (CLFR) samt seinem Dampferzeugungssystem wird bereits in den frühen 1990ern von David Mills an der Universität von Sydney aus der Taufe gehoben. Zwischen  1995 und 2001 wird die Idee dann gemeinsam mit Graham Morrison weiterentwickelt, und zusammen mit dem Geschäftsführer der Ausra Inc. gründen die drei 2002 die Solar Heat and Power Pty Ltd. 2004 errichtet das Unternehmen für Macquarie Generation in New South Wales eine erfolgreiche Versuchsanlage vom 1 MW Leistung.

Ab 2006 übernimmt die ebenfalls 2002 gegründete Ausra Inc. aus Palo Alto, Kalifornien, die weltweite Vermarktung des Systems, bei dem das Wasser in den Sammlerrohren durch die darunter angebrachten Spiegel bis auf 285°C aufgeheizt wird, um eine konventionelle Dampfturbine zu betreiben.

Im September 2007 erhält Ausra Inc. mehr als 40 Mio. $ Investitionskapital aus dem Silicon Valley von Khosla Ventures und Kleiner, Perkins, Caufield & Byers (KPCB), gleichzeitig arbeitet man weiter mit der Versuchsanlage in Australien. Dort soll bis 2009 ein 38 MW CLFR-Solarfeld aufgebaut werden, außerdem wird über Projekte in Portugal und den USA gesprochen, wobei das Unternehmen Kraftwerke in Größenordnungen von 100 – 500 MW im Auge hat.

Tatsächlich wird im dann November eine Vereinbarung mit der Pacific Gas and Electric Co. zur Lieferung eines 177 MW Kraftwerks geschlossen, das 2010 im San Luis Obispo County in Betríeb gehen soll. Im Dezember kündigt die Ausra Inc. die Errichtung einer Fabrikationsanlage in Las Vegas an, in der hochautomatisiert die Reflektoren, Träger, Absorberrohre und andere Komponenten für die Solarthermieanlage hergestellt werden. Die Produktion soll im April 2008 beginnen, während der Jahresausstoß bei Material für 700 MW liegen wird.

Mitte 2007 wird auf der Plataforma Solar de Almeria (PSA) in Spanien ein Fresnel-Kraftwerk mit einer thermischen Leistung von 1 MW getestet. Der 100 m lange und 20 m breite Prototyp wurde im Auftrag der MAN Ferrostaal Power Industry GmbH von Forscher des Fraunhofer-Instituts für Solar Energiesysteme und des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt geplant. Als Wärmeträger zirkuliert Wasser, das bei 100 bar verdampft und über 400°C heiß wird.

Gleichzeitig wird aber auch eine Konzentrator-Solaranlage mit Fresnel-Linsen und den besonders effizienten aber auch teuren Solarzellen auf Galliumarsenid-Basis (s.d.) geplant.

Im August 2007 gibt das Laser Zentrum Hannover e.V. weitere Fortschritte bei der verbesserten Strukturierung und optimalen Ausnutzung der Zelloberfläche mit Hilfe kleinster Laserbohrungen bekannt. Alleine durch das Verlegen der Kontakte auf die Rückseite läßt sich die zur Verfügung stehende Oberfläche um ca. 5 – 6 % vergrößern, wobei durch diese – berührungsfreie – Form des Kontaktieren auch das Bruchrisiko der immer dünner werdenenden Zellen signifikant sinkt sinkt. Gemeinsam mit dem Institut für Solarenergieforschung arbeitet man nun an einer konkurrenzfähigen Massenfertigung von Solarzellen mit Hilfe der Lasertechnologie. Eine mit Lasertechnologie hergestellte Solarzelle stellt Anfang September auch das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE) vor. Die über ihre Rückseite kontaktierte multikristalline Metal Wrap Through-Zelle arbeitet mit einem bis zu einem halben Prozent höheren Wirkungsgrad als vergleichbare Standardzellen.

Im Oktober 2007 stellt das britische Unternehmen BraggOne aus London eine neue und preisgünstige Methode vor, um die bei Siliziumzellen sonst übliche Reflektion von 30 % durch eine nur wenige Nanometer dicke aufgesprühte Schicht zu reduzieren. Ein Monat später präsentiert auch Global Warming Solutions aus Houston, Texas, eine entsprechende Beschichtung, die den Wirkungsgrad von Zellen um 11 – 15 % anheben soll. Gleichzeitig arbeitet dieses Unternehmen intensiv daran, seinen Electric Light Thermal Generator (ELTG) weiterzuentwickeln, bei dem eine hybride Gestaltung neben vom PV-Strom auch heißes Wasser produziert, so daß das Gesamtsystem 24 Stunden lang Energie abgeben kann.

Die International Automated Systems Inc. (IAUS) aus Salem, Utah, die Ende 2007 an Fresnel-Trägerstrukturen mit zweiachsiger Sonnennachführung arbeitet, habe ich bereits bei der Beschreibung der unterschiedlichen Solarzellentypen erwähnt (s. Amorphe Zellen). Das Unternehmen (?) verbreitet die Nachricht, daß seine Dünnschicht-Solarzellen einen konkurrenzlosen Wirkungsgrad von fast 92 % erreichen.

Die runden IAUS-Linsenfelder haben einen Durchmesser von ca. 10 m. Die Testläufe zur Herstellung sind erfolgreich, während 24 Stunden gelingt es eine Kollektorenleistung von fast 1.000 kW zu produzieren, so daß bei einem 24/7 Betriebs-Zeitplan geschätzte 350 MW Panels pro Jahr hergestellt werden könnten.

Bei der thermischen Variante soll eine blattlose, mittels einer Raketendüse funktionierende, Johnson-Dampfturbine eingesetzt werden, außerdem ist im Gesamtsystem ein Flüssigsalz-Wärmetauscher integriert, der allerdings noch optimiert werden muß. Trotzdem werden schon Bestellungen angenommen: Ein 10 kW System kostet rund 30.000 $.

Daß neben den diversen Großunternehmen und Universitäten auch kleinere Firmen neue Innovationen einführen können scheint sich im Dezember 2007 zu bestätigen, als die FreEnergy aus Kalifornien ein Panel präsentiert, das statt den üblichen 200 W Ausgangsleistung 3.200 W erreicht. Das System basiert auf konventioonellen Siliziumzellen, die jedoch aufgrund bislang nicht offengelegter Modifikationen und Zusätzen nun in der lage sein sollen, das gesamten Listspektrum aufzunehmen und umzuwandeln. Bis zum Sommer 2008 soll eine erste Fertigungsanlage für 200 Mitarbeiter errichtet werden.

Ebenfalls im Dezember 2007 präsentiert die SkyFuel aus Albuquerque, New Mexiko, das Konzept seines Linear Power Tower (LPT), wo die Technik der Solarenergie-Konzentration dazu genutzt wird, um thermische Solaranlage in industriellem Maßstab aufzubauen. Das System ist mit Fresnel-Linsen und einem Salzschmelze-Wärmespeicher ausgestattet. Weitere technische Angaben und Details liegen jedoch noch nicht vor, während die Homepage des U(nternehmen einen Preis für grobe visuelle Fahrlässigkeit verdient. Das Start-up wird mit  435.000 $ vom US Department of Energy gefördert.

Einen völlig neuen und sehr interessanten Ansatz verfolgen Peter Fratzl und seine Mitarbeiter am Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung in Golm bei Potsdam. Hier untersucht man nämlich die Struktur und Entwicklung pflanzlicher ‚Muskelzellen’, die bei Bäumen die Zweige aufrichten oder Körner veranlassen, sich selber in die Erde bohren. Die Ende 2007 präsentierten Resultate – einen künstlichen Muskel, den Änderungen der Luftfeuchtigkeit in Bewegung setzten – erwecken die Hoffnung, in absehbarer Zeit neue Antriebe zur automatischen und energielosen Sonnennachführung zu entwickeln.

Im Dezember 2007 stellen Wissenschaftler der Stanford University um Peter Peumans eine sehr interessante Entwicklung vor, mit der es möglich wird, Siliziumschips auseinander zu ziehen. Diese Technologie, bei der die Siliziumstrukturen das fünfzigfache ihrer ursprünglichen Fläche erreichen, soll auch für die Herstellung preisgünstiger Solarzellen umgesetzt werden.

Wie aus der Abbildung ersichtlich handelt es sich dabei um kleine, freischwimmende Inseln aus Silizium, die von Wicklungen aus Siliziumband umgeben sind. Jede dieser Inseln kann Transistoren, Sensoren oder das Solarzellenmaterial beinhalten. Sobald an den Rändern eine Zugkraft auftritt, ziehen sich die Ecken auseinander und die Siliziumbänder wickeln sich ab, wodurch die Struktur die Form eines Netzgitters annimmt. Die Forscher gehen davon aus, daß es möglich ist, mit dieser Technologie die Fläche um das tausend- oder sogar zehntausendfache zu vergrößern.

Anfang 2008 stellt Charles Shults III ein 6 kW Solarkonzentrator-System für 6.000 – 8.000 $ vor, mit dem er Mitte 2008 bis Anfang 2009 auf den Markt kommen will. Dabei wird das in konventionellen Panelen aufgeheizte Wasser über eine einzelne Fresnel-Linse bis in die Dampfphase weitererhizt, um dann eine kleine Dampfturbine zur Stromerzeugung anzutreiben.