Die Solarforschung in Deutschland ist gebündelt im Forschungsverbund Sonnenenergie (FVS). Hierzu gehören unter anderem das Deutsche Forschungszentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), das Berliner Hahn-Meitner-Institut (HMI), das Fraunhofer-Institut für solare Energiesysteme (ISE) und das Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung (ZSW) in Stuttgart. Im Vordergrund steht derzeit die Verbilligung der Herstellungsverfahren von Solarzellen. Der Wirkungsgrad - das Maß der Stromausbeute pro einfallender Sonnenenergie - kommt erst an zweiter Stelle; er bewegt sich noch in bescheidenen Dimensionen.Dünnschichtzellen aus amorphem Silizium, wie man sie von Taschenrechnern und Armbanduhren kennt, haben einen Wirkungsgrad von sechs bis sieben Prozent. Sogenannte CIS-Zellen, die aus Kupfer, Indium und Selen bestehen, liegen fast doppelt so hoch. Noch effektiver, aber auch deutlich teurer sind die multikristallinen Zellen, wie sie in großen Flächen zur Stromerzeugung verwendet werden. Marktgängige Module bringen es hier auf zwölf bis 14 Prozent Wirkungsgrad.Den Dünnschichtzellen gehört die Zukunft - in dieser Einschätzung sind sich die meisten Solarforschern einig. Vergangenes Jahr schafften das HMI in Zusammenarbeit mit Siemens Solar Industries (USA) einen Wirkungsgrad von 13,7 Prozent bei cadmiumfreien Dünnschichtzellen - allerdings auf kleinen Testzellen, wie sie zu Laborversuchen verwendet werden.Kurze Zeit später erreichten die Solarforscher am Stuttgarter ZSW mit ihren CIS-Zellen im Format handelsüblicher Modulgrößen von erstmals 11,5 Prozent Wirkungsgrad. Diese sollen noch in diesem Jahr von der Würth Solar am Standort Marbach mit einer Gesamtleistung von zehn Megawatt produziert werden. Der Herstellungspreis der Solarmodule wird auf nur noch 2,50 Mark pro Watt kalkuliert; das ist etwa ein Drittel dessen, was bislang für kristalline Zellen angesetzt wird. Damit sinken auch die Kosten für die Kilowattstunde von 1,60 bis zwei Mark auf deutlich unter eine Mark.Die größte Stromausbeute erzielten bislang die Wissenschaftler am Freiburger ISE mit 31 Prozent Wirkungsgrad. Sie verwendeten eine sogenannte Tandem-Konzentratorzelle aus den Halbleiterverbindungen Galliumarsenid und Galliumantimonid. Dabei wurden zwei Halbleiter als "Tandem" aufeinander-gepackt; jedes dieser Materialien liefert für bestimmte Spektralbereiche des Sonnenlichts eine besonders hohe Stromausbeute. Der Gesamtwirkungsgrad solcher Multispektralzellen wird noch dadurch erhöht, daß das Sonnenlicht durch optische Linsen auf die photoaktive Schicht gebündelt wird."Solche Zellen sind zwar recht teuer, aber durch die Bündelung der Strahlung erhöhen wir die Ausbeute um den Faktor 500 bis 1000", erklärt Frank Dimroth, Physiker am ISE. Da sich der hohe Wirkungsgrad aber nur erreichen läßt, wenn die Solarzelle mit ihrem optischen Konzentrator dem Sonnenstand nachgeführt wird, eignen sich derartige Systeme nur für Solarfarmen, wie sie testweise schon in wüstennahen Gebieten errichtet wurden.In solchen netzfernen Insellösungen sehen Fachleute auch die größten Marktchancen. "Fast 90 Prozent aller Photovoltaik-Anlagen arbeiten als Insellösungen", sagt Professor Hans Albrecht vom Stuttgarter ZSW. Dazu gehört die Stromversorgung von Parkuhren und Notrufsäulen, Wochenendhäusern und Wohnmobilen. Nur zehn Prozent bestehe aus netzgekoppelten Anlagen, wie sie auch im Förderprogramm der Bundesregierung als 100 000-Dächer-Programm vorgesehen sind. Hier wird auf absehbare Zeit kaum damit zu rechnen sein, daß Solarstrom einen nennenswerten Stromanteil liefern kann."Selbst wenn man jedes geeignete Dach in Deutschland mit Solarzellen bestückt und mit dieser Fläche von 800 Quadratkilometern Solarstrom erzeugen wollte", so Albrecht, "dann ergäbe das eine Gesamtleistung von 80 Gigawatt." Bei einer derzeitigen Leistung aller deutschen Kraftwerke von 113 Gigawatt wäre das zwar fast ein Anteil von 70 Prozent; doch der tatsächlich erzeugte Solarstrom hätte bestenfalls einen Marktanteil von 15 bis 20 Prozent.Auch bei hohen Zuwachsraten ist eine flächendeckende Ausstattung mit Solarmodulen auf Jahrzehnte nicht realisierbar. Der Marktanteil von derzeit 0,004 Prozent Solarstrom in Deutschland wird sich nur langsam vergrößern. International wird der Solarstrom eher Anteile verlieren: 1997 nahm die um 120 Megawatt zu; der Ausbau der konventionellen Kraftwerke betrug 57 000 Megawatt. NÄCHSTEN DIENSTAG: Geothermie

Serien-ProduktionIn Europas erster Null-Emissionsfabrik produziert der Freiburger Umweltpreisträger Georg Salvamoser seit Anfang des Jahres Solarmodule mit einer elektrischen Gesamtleistung von fünf Megawatt im Jahr. Das entspricht einer Fläche von 50 000 Quadratmetern. Die gesamte Produktion soll ohne Emission von Kohlendioxid (CO2) vonstatten gehen. Zu dem umfassenden Energiekonzept der Fabrik gehören die Wärmeisolation des Baukörpers mit Zelluloseplatten, die optimale Nutzung der Sonne als Lichtspender, die Nutzung von Glas nach dem Wintergartenprinzip, die photovoltaische Stromerzeugung mit Siliziumzellen und die Einbindung eines Blockheizkraftwerks (BHKW), das ausschließlich mit Rapsöl betrieben wird.Noch Ende dieses Monats will die Shell Solar Deutschland GmbH das Richtfest ihrer neuen Solarzellenfabrik in Gelsenkirchen feiern. In Kooperation mit der Pilkington Solar International GmbH sollen dort ab Herbst zehn Megawatt multikristalliner Solarzellen im Jahr hergestellt werden. Bis zum Jahr 2001 werde dann auf 25 Megawatt erhöht, sagt Fritz Vahrenholt, Vorstand bei der Deutschen Shell. Das 40-Millionen-Mark-Projekt schafft 60 neue Arbeitsplätze sowie 250 weitere in den Zuliefer- und Montagebetrieben. Bei voller Auslastung kann die Solarfarbik rund 13 Millionen Zellen im Jahr herstellen; damit ließen sich 15 000 Solardächer installieren.boe

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