Präzise Antriebe für effiziente Photovoltaik-Anlage

Die Herstellung immer effizienterer Photovoltaik-Anlagen schreitet weiter voran. Eine Entwicklung aus Korea setzt nicht nur neue Massstäbe in Bezug auf die Effizienz der eigentlichen Solarzelle, sondern «konzentriert» Sonnenlicht und bündelt dieses um ein Vielfaches. Resultat ist ein herausragend leistungsdichtes System zur optimierten Gewinnung von Energie aus der noch spärlich genutzten Ressource. Maxon Motor liefert die Antriebe zur kontinuierlichen Nachführung der Panels auf den aktuellen Sonnenstand.

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joe. Die heute eingesetzten Photovoltaik-Module beschränken sich in der Regel auf die photoelektrische Umwandlung von Sonnenlicht in elektrische Energie. Koreanische Forscher haben nun einen Weg gefunden, nicht nur die Effizienz der eigentlichen Solarzelle wesentlich zu erhöhen, sondern dazu das einfallende Sonnenlicht zu fokussieren und den Gesamtwirkungsgrad markant zu verbessern. Drei neuartige Elemente tragen dabei zu dieser beachtlichen Leistungssteigerung bei: die hochauflösende Echtzeit-Ausrichtung auf die Sonne, eine hochwirksame optische Fokussierung der Sonnenstrahlung vor ihrer Umwandlung in elektrische Energie und hochverdichtete, äusserst effiziente Solarzellen.

Hochpräzises Positionieren ermöglicht optimale Fokussierung

Die Ausrichtung der Panels geschieht über eine 2-Achsen-Echtzeitsteuerung, welche von Maxon-Antrieben (bürstenlose Motoren vom Typ EC-max mit 30 mm Durchmesser und mit nachgeschaltetem Planetengetriebe GP 42 C) in einer Auflösung von 0,0025 mm ausgeführt wird. Erst diese äusserst exakte Positionierung ermöglicht eine optimale optische Fokussierung.

Dazu wird jeder Solarzelle ein lichtoptischer Kondensator vorgeschaltet. Dieser basiert auf einer Fresnel-Linse in der Grösse von zirka 250 x 250 mm und konzentriert das einfallende Licht um das 300- bis 500-Fache. Schlussendlich sind die jeweils unter den Kondensatoren angebrachten hochverdichteten Solarzellen in der Lage, auf einer Fläche von lediglich einem Quadratzentimeter bis zu 37 Watt elektrische Energie zu erzeugen - dies bei einem Wirkungsgrad von rund 37 bis über 40%. Im Vergleich zu herkömmlichen Solarzellen entspricht dies einer Steigerung von etwa 300 Prozent.

Die konsequente Umsetzung der optimalen Nutzung des einfallenden Sonnenlichts resultiert in einem System von höchster Leistungsdichte. So liefern die freistehenden, aus 12 Modulen bestehenden Systeme auf einer Bodenfläche von weniger als 20m2 rund 3,2 kW/h elektrische Energie.

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