Vor fast sechs Jahren prognostizierte der Futurist Ray Kurzweil, dass die Solartechnologie innerhalb von 20 Jahren so weit fortgeschritten sein würde, dass sie den gesamten Energiebedarf der Welt decken kann. Seine optimistische Prognose war nicht allzu weit hergeholt, wenn man bedenkt, dass die Menge an Energie, die die Erde in nur einer Stunde erhält, ausreichen würde, um das Leben der Menschen für ein ganzes Jahr zu versorgen. Aber jetzt sind selbst die eifrigsten Unterstützer nicht mehr bereit, diese einst so leuchtende Zukunftsvision zu subventionieren.
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Wie sich herausstellt, ist es ein unglaublich wankelmütiges Unterfangen, das immense Potenzial der Sonne effektiv zu nutzen. Nur bestimmte Länder haben das geografische Glück, das ganze Jahr über reichlich Sonnenlicht zu erhalten, während das ungünstige Wetter die Menge an nutzbarer Energie, die die darunter liegenden Solar-Erntesysteme erreicht, weiter zerstreut und damit verwässert. Noch wichtiger ist, dass die maximale theoretische Umwandlungseffizienz herkömmlicher Fotovoltaikzellen auf Siliziumbasis etwa 33, 7 Prozent beträgt, was bedeutet, dass 33, 7 Prozent des gesamten Sonnenlichts, das auf eine Zelle trifft, in Elektrizität umgewandelt werden kann. Einfach ausgedrückt ist die beste Art der Solarenergieerzeugung immer noch zu teuer, um konkurrieren zu können.
Der deutsche Architekt André Broessel, der lange über diese Unzulänglichkeiten nachgedacht hat, behauptet, er habe ein Modell erfunden, mit dem diese Engpässe umgangen werden sollen. Grundsätzlich ist sein Betaray-Konzept keine radikale Abkehr von anderen Paneltechnologien, da auch Solarzellen zum Sammeln von Sonnenlicht verwendet werden. Die Energie kommt jedoch in Form eines energiedichten Strahls an, der bis zu 10.000-fach konzentriert ist. Über der miniaturisierten Anordnung von Solarzellen befindet sich eine große wassergefüllte Glaskugel, die ähnlich wie eine Lupe das Licht fokussiert, das bei allen nicht idealen Bedingungen vorhanden ist, beispielsweise wenn der Himmel bewölkt ist oder nur Licht zur Verfügung steht ist die vom Mond reflektierte Beleuchtung mit geringer Intensität.
Nach Schätzungen von Broessel trägt die klare "Kugellinse" dazu bei, die Effizienz jährlich um bis zu 50 Prozent zu verbessern - und dies bei einer Zellenanordnung, die weniger als 25 Prozent der Siliziumzellenfläche in den meisten Systemen ausmacht. "Die meisten teuren Aspekte von Solarsystemen stammen aus der Herstellung von Zellen, was auch zu einem hohen CO2-Fußabdruck führt", sagt Broessel. "Und wenn es schlechtes Wetter gibt, entspricht die Produktion Erdnüssen, auch wenn sie in perfekter Position sind."
Der Betaray verwendet eine von Broessel als zweiachsige Verfolgungsfunktion bezeichnete Funktion, um den sich ständig ändernden Sonnenstand zu überwachen und entsprechend anzupassen, um die Eingabe zu maximieren. Im Gegensatz zu Systemen mit computergestützten Solartrackern, die häufig in großen Solarparks eingesetzt werden, können die von ihm zusammengestellten Prototypen in Innenräumen verwendet werden. Sie können anstelle von Fenstern an der Wand eines Gebäudes nachgerüstet werden, da sie zu 99 Prozent transparent sind.
Das Gerät ist mit der gesamten Palette der vorhandenen Solarzellensysteme kompatibel, eignet sich jedoch möglicherweise besonders für hocheffiziente Multijunction-Solarzellen, für deren Betrieb möglicherweise auch Konzentratorlinsen erforderlich sind. Diese fortschrittlicheren Systeme weisen eine Umwandlungseffizienz von 43 Prozent und eine maximale theoretische Effizienz von über 70 Prozent auf. Laut Broessel haben interne Tests bereits gezeigt, dass das neueste Betaray-Modell etwa 150 Watt pro Quadratmeter produziert, wenn es senkrecht zur Sonne steht. Diese Rate entspricht einigen der effizientesten PV-Systeme auf dem Markt.
Juris Kalejs, Chief Technology Officer bei American Capital Energy, einem Entwickler von Solarsystemen, räumt ein, dass das Konzept von Broessel einige Vorteile bietet - insbesondere für Verbraucher, die nach einfacheren und vielseitigeren Alternativen suchen -, äußerte sich jedoch skeptisch. "Es ist ein sehr kniffliges System", sagte er gegenüber Discovery News, "und Sie müssen es in großem Maßstab erstellen, um es kostengünstig zu machen."
(Gutschrift: Rawlemon) Broessel ist sich jedoch nicht einig und widerspricht, dass Betaray kostengünstig sein kann, wenn nicht nur die gesamten Produktionskosten, sondern auch die projizierten Einsparungen bei den Energiekosten des Eigentümers auf lange Sicht berücksichtigt werden. Er weist zum Beispiel darauf hin, dass der Bau des Geräts „sehr grundlegende Materialien“ wie Wasser und Glas beinhaltet, die weniger kosten als die Herstellung von Photovoltaikzellen.
"Sie können die Umwandlung von Licht in Energie das ganze Jahr über optimieren, auch bei schlechtem Wetter", sagt er. "Es ist nicht unrealistisch zu glauben, dass es Ihren Energieertrag in einem Jahr verdoppeln kann."
Im Moment hofft Broessel, durch den Verkauf eines unbenannten "Gadgets", das sich noch in der Entwicklung befindet, Geld zu verdienen. Er geht davon aus, dass er innerhalb von drei Jahren genügend Mittel gesammelt hat, um mit dem Spherical Solar Energy Generator in Produktion zu gehen. Aber es ist ein hartes Ziel, das er gefunden hat.
"Ganz Europa kennt mein Projekt", erklärt Broessel. "Ich habe einen Monat Zeit, um die Patentrechte zu bezahlen, sonst wird es Open Source. Und bis dahin werden alle davon wissen."
