Eine aktuelle Studie der Loughborough University zeigt, dass neue Solartechnologie bei höheren Temperaturen eine bessere Leistung erbringt, eine Erkenntnis, die die Entwicklung der Speicherung erneuerbarer Energien beeinflussen könnte .

Der Hauptautor Dr. Pei Daowen sagte: „Unsere Forschung zeigt, dass wir die Hitze der Sonne nutzen können, anstatt sie zu bekämpfen. Dies stellt traditionelle Denkweisen völlig auf den Kopf und eröffnet eine neue Möglichkeit, Solarenergiespeichersysteme zu entwickeln, die auch bei Hitze gut funktionieren.“ Dieses Verhalten steht im Gegensatz zu herkömmlichen Solarmodulen, deren Effizienz mit steigender Temperatur abnimmt.

Die Studie der Loughborough University konzentrierte sich auf photoelektrochemische (PEC) Flussbatterien. Dabei handelt es sich um Geräte, die Sonnenlicht einfangen und die daraus gewonnene Energie in einer einzigen Einheit speichern. Die Forscher stellten fest, dass die PEC-Technologie vielversprechend für die Integration von Photovoltaik- (PV) oder PEC-Geräten mit Sekundärbatterien, wie beispielsweise Redox-Flow-Batteriesystemen, ist, um sowohl die Umwandlung als auch die Speicherung von absorbiertem Sonnenlicht zu erreichen.

Hitze ist seit langem ein Problem in der herkömmlichen Solartechnologie, vor allem bei siliziumbasierten Photovoltaikmodulen (PV). Mit zunehmender Erwärmung herkömmlicher Module steigt ihr Innenwiderstand. Thermische Störungen führen dazu, dass Elektronen ihre Energie in Form von Wärme abgeben, anstatt sie in Strom umzuwandeln. Dies führt zu einem deutlichen Abfall der Spannung und des Gesamtwirkungsgrads. Bei Standardtestbedingungen von 25 °C verliert ein typisches Solarmodul pro 1 °C über den Standardtestbedingungen 0,3 bis 0,5 % seiner Spitzenleistung.

Neue Forschungsergebnisse deuten jedoch darauf hin, dass bei PEC-Flow-Batterien das Gegenteil der Fall ist. Während die Komponenten zur Solarenergiegewinnung thermischen Effekten ausgesetzt sind, profitieren die Energiespeicherkomponenten von der Wärme. Die Forschung ergab, dass hohe Temperaturen elektrochemische Reaktionen im Gerät katalysieren, während Wärme dem flüssigen Elektrolyten Energie zuführt, die Ionenbewegung beschleunigt und die Leitfähigkeit erhöht. Dies reduziert den internen Ladewiderstand des Systems und ermöglicht eine schnellere und effizientere Speicherung von Solarenergie.

Durch die Identifizierung des optimalen Leistungsfaktors können Ingenieure Systeme entwickeln, die bei hohen Temperaturen arbeiten, ohne Ressourcen für deren Kühlung aufzuwenden. Dr. Pei Daowen wies darauf hin, dass Ingenieure die Hitze nicht bekämpfen, sondern nutzen können, um effizientere Speicherlösungen für Solarenergie zu entwickeln. Das Verständnis und die Nutzung dieses verborgenen Effekts könnte die integrierte Solartechnologie letztendlich zu einer praktikableren Option für die Energieversorgung der Welt machen.

Der Vorteil dieser Technologie liegt in der Kostensenkung. Aktive Kühlsysteme (wie Lüfter oder Flüssigkeitszirkulation) erhöhen die Komplexität, die Anschaffungskosten und die laufenden Wartungskosten von Solaranlagen. Durch den Wegfall dieser Anforderungen werden integrierte Solar- und Speicherlösungen wirtschaftlicher.

Die Pressemitteilung kommt zu dem Schluss, dass diese Forschung ein wichtiger Schritt zur Integration der Erfassung und Speicherung von Solarenergie sei, da sie es Solarladegeräten ermögliche, nicht nur Strom zu erzeugen, sondern ihn auch zu speichern, wodurch erneuerbare Energie zuverlässiger und verfügbarer werde.