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Entwicklung der photovoltaischen Nutzung 2007 – 2008

2007


Zu Beginn dieses Kapitels möchte ich zwei Entwicklungen dokumentieren, die eigentlich weltweiten Einfluß haben müßten – denn sowohl der US-Präsident wie auch der Papst sollten doch eigentlich Vorbilder sein, oder irre ich mich...?

Ich hatte ja bereits erwähnt, daß Präsident Jimmy Carter im Juni 1979 auf dem Westflügel des Weißen Hauses eine thermische Solaranlage installieren ließ, die mit ihren 34 Kollektoren rund 75 % des Warmwasserbedarfs im Weißen Haus deckte.

Solarthermieanlage auf dem Weißen Haus 1979

Solarthermieanlage auf dem
Weißen Haus (1979)

Während der Amtszeit von ,Cowboy’ Ronald Reagen wird die Anlage im Rahmen einer allgemeinen Baurenovierung demontiert und man befindet, daß ein Wiederaufbau zu teuer sei. Nach mehrjähriger Einlagerung landen die Kollektoren dann 1991 auf dem Kantinendach des Unity College in Maine. Das College beschließt später, daß die 32 Kollektoren ihre wirtschaftliche Lebensdauer längst überschritten haben und läßt sie 2004 demontieren. Von den beiden Schweizer Künstlern Christina Hemauer und Roman Keller gibt es einen interessanten Film von 2008 über dieses geschichtliche Ereignis namens ‚A Road not Taken’, in welchem sich die beiden mit zwei Kollektoren im Gepäck auf eine Reise zu den verschiedenen ehemaligen Aufenthaltsorten der Solaranlage machen. Einer der Original-Kollektor findet seinen Weg in das Jimmy Carter Museum in Atlanta, Georgia, ein zweiter ist im Smithsonian zu besichtigen.

Die erste Solarzellen-Anlage auf dem Gelände des Weißen Hauses wird Anfang 2003 errichtet – nachdem Präsident George W. Bush seinen Amtsvorgänger Bill Clinton daraus vertrieben hat. Installiert wird das System während der Präsident auf seiner Ranch in Texas weilt, und es wird von seinem Pressestab auch nie thematisiert, da der Initiant nicht der Präsident ist, sondern der für den Gebäudekomplex des Weißen Hauses zuständig National Park Service. Die 9 kW Photovoltaik-Anlage (andere Quellen: > 10 kW) aus 167 Paneelen der Firma Evergreen Solar aus Massachusetts steht auf dem Dach eines Verwaltungsgebäudes und speist ihren Strom in das elektrische Netz des Präsidentensitzes ein. Außerdem werden noch zwei kleinere thermische Solaranlagen installiert: eine für Landschaftspflege-Personal, das andere für die Präsidentschafts-Pool und Spa.

Im Oktober 2010 macht eine neue Meldung die Runde: Energieminister Steven Chu gibt bekannt, daß nun auch auf dem Dach des Weißen Hauses selbst bis Frühjahr 2011 eine PV- und eine Solarthermieanlage installiert werden sollen – als Demonstrationsprojekt des Department of Energy (DOE). Das US-Unternehmen Sungevity hatte gemeinsam mit der Umweltorganisation 350.org Präsident Obama bereits im April angeboten, ihm ein entsprechendes System zu sponsern. Statt dessen erfolgt eine öffentliche Ausschreibung über ein PV-System von 5 bis 15 kW und eine Solarthermieanlage mit einer Fläche von rund 14 m2.

Mitte 2011 beklagen sich die Kommentatoren darüber, daß die Anlagen noch immer nicht installiert sind und bitten um massenhaft Anrufe bei Präsident Obama (++202-456-1111), um ihn daran zu erinnern. Der Verwaltung sagt dazu, daß man die Schwierigkeiten unterschätzt habe, die entsprechende Baugenehmigung zu bekommen...

Das zweite Projekt betrifft den Vatikan: Die katholische Kirche begeht den 1. September als ‚Tag der Schöpfung’. Seit Übernahme des Pontifikats setzt sich Papst Benedikt XVI für Belange des Umwelt- und Ressourcenschutzes ein und verweist auf „die dringende Notwendigkeit, alternative Energiequellen zu entdecken, die sicher und allen zugänglich sind.“ (Anm.: Man lese dazu den Teil E dieser Arbeit).

Im Jahr 2007 verkündet der Papst am ‚Tag der Schöpfung’ vor rund 500.000 Jugendlichen im Marienwallfahrtsort Loreto, daß auf einem Gebäude des Vatikans Anfang 2008 eine Solarstromanlage installiert werden soll – die der Papst zum Dreikönigstag von der SolarWorld AG geschenkt bekommen hatte. Die 2.394 Module ersetzen die vorhandenen Betonbahnen des gewölbten Hallendaches der 1969 gebauten päpstlichen Audienzhalle und passen sich der von Nord nach Süd breiter werdenden Fächerform des Bauwerkes so an, daß die besondere Wellenstruktur-Ästhetik des Daches erhalten bleibt.

Die erste Idee zur Errichtung der Solaranlage im Vatikan entstand bereits 2002. Der damalige Papst Johannes Paul II hatte SolarWorld-Vorstandsvorsitzender Frank H. Asbeck, der ihm im Rahmen einer Generalaudienz eine Solarzelle übergeben hatte, ermutigt, in seinem Engagement für eine weltweite solare Energieversorgung fortzufahren. Der konkrete Kontakt zur Umsetzung des Projektes im Vatikan kam dann über die katholische Gemeinde im Bad Godesberger Rheinviertel zustande.

Vatikan-Solardach

Vatikan-Solardach

Wie immer dauert es dann doch etwas länger, aber Ende November 2008 wird tatsächlich die erste Solarstrom-Anlage des Kirchenstaates auf dem Dach der Aula delle Udienze Pontificie (Nervi Halle) eingeweiht. Die im sächsischen Freiberg maßgefertigte 5.000 m2 große Anlage hat eine Gesamtspitzenleistung von knapp 222 kW, womit pro Jahr etwa 300 MWh Strom erzeugt werden können. Dies entspricht dem Jahresstrombedarf von über 100 Haushalten. Die Wechselrichter stiftet die SMA Solar Technology AG. Zeitgleich mit der Einweihung erhält der Vatikan für das auf 1,2 Mio. € bezifferte Öko-Projekt den Europäischen Solarpreis 2008 verliehen.

Mitte 2009 wird die 300-sitzige Mitarbeiter-Cafeteria mit einer Solaranlage zur Klimatisierung und Beheizung des Gebäudes ausgerüstet, und auch das Privathaus Ratzingers in Regensburg bekommt eine 6 kW PV-Anlage aufs Dach gesetzt, gespendet von lokalen Geschäftsleuten und installiert durch Studenten einer Handelsschule. In der päpstlichen Sommerresidenz Castel Gandolfo wird aus den Pferdeställen Biogas gewonnen, und Ende 2010 sprechen der Vatikan und SolarWorld über den Bau eines elektrischen, d.h. solar betriebenen Papamobils.

Die Planungen gehen aber noch viel weiter: In Zukunft möchte der Vatikan auf dem Gelände von Radio Vatikan, einem 300 Hektar großen Areal nahe der Ortschaft Santa Maria di Galeria, sogar eine 100 MW PV-Großanlage errichten und den Strom – etwa das neunfache des Sender-Bedarfs – in das italienische Netz einspeisen. Das etwa 660 Mio. $ teure Projekt soll 2014 in Betrieb gehen. Der Vatikan würde damit zum ersten vollständig mit Solarenergie versorgten (800 Einwohner-)Staat der Welt werden.

Im Mai 2011 plaudern Astronauten der Internationalen Raumstation mit Papst Benedikt Live darüber, wie auf der Raumstation durchgeführte Forschungen im Bereich der Solarenergie zur Förderung des Friedens auf der Erde beitragen könnten.

Ich werde diese beiden Projekte auch weiterhin verfolgen und zu gegebener Zeit hier aktualisieren.

Doch nun weiter mit den Anwendungen der Photovoltaik ab 2007, deren Übersicht ich allerdings stark einschränken muß, da alles lawinenartig zunimmt: Die Quantität, die Umsetzungen, die Varianten und die Designs. Einige nette Entwicklungen präsentiere ich auch im Kapitel Geschichte der Solarenergie ab 1975, das eine eher allgemeine Übersicht bietet, während es hier ausschließlich um Umsetzungen und Anwendungen der Photovoltaik geht.

Über das Jahr 2007 selbst liegt mir relativ wenig Material vor, es gibt jedoch einige Designs, die erwähnenswert sind.

Ersa Grafik

Ersa (Grafik)

Im Mai 2007 erhält das Konzept einer portablen solarbetriebenen LED-Lampe Corona der beiden Japaner Shane Kohatsu und Emi Fujita den Designpreis der International Contemproary Furniture Fair (ICFF).

Die schalenartige Lampe läßt sich aufstecken, an die Wand montieren oder einfach auf den Tisch legen. Das System soll sich bereits in der Vorproduktions-Entwicklung befinden.

Ein weiteres Design vom Mai 2007 stammt von Scott Norrie, Designstudent an der University of New South Wales (UNSW) in Sydney.

Ersa ist eine kofferförmige, transportable Quelle für erneuerbare Energie und Wasser, die speziell für den Einsatz in abgelegenen Regionen gedacht ist. Mittels 30 W Solarzellenstrom ist das Konzept in der Lage, überlebenswichtiges Wasser aus der Luft zu generieren und Strom für GPS-Geräte, Mobiltelefone u.ä. zu liefern.

Von einer anderen Designstudentin der UNSW, Keumhee Kimmi Ko, stammt der solarbetriebene Kaffee- bzw. Teekocher und -wärmer Amico. Der Solarzellen-Deckel versorgt eine eingebaute Lithium-Batterie.

Um eine Tasse Wasser zum Kochen zu bringen sind 0,03 - 0,04 kWh Energie erforderlich. Da ein 10 x 10 cm großes Solarpaneel rund 0,1 kWh aufnehmen kann, werden bei 8 Stunden Sonnenlicht pro Tag durchschnittlich 0,8 kWh erwirtschaftet. Damit lassen sich pro Tag ca. 22 Tassen Wasser erhitzen.

Solar Sunshade Grafik

Solar Sunshade
(Grafik)

Dies erfolgt, indem der Amico auf die Tasse gelegt und das grüne Blatt hineingedrückt wird, um das Gerät einzuschalten. Dadurch senkt sich der Heizstab in das Wasser. Ein Thermostat schaltet das Gerät automatisch ab, sobald die Temperatur 80°C erreicht.

Ein Leser kommentiert die obige Schätzung wie folgt: Eine normale Kaffeetasse faßt 150 cm3, eine große Teetasse 250 cm3 (soeben nachgemessen). Um 0,2 Liter Wasser von 18°C auf 80°C aufzuheizen, benötigt man 0,0152 kW (= 15,2 W). Mit 0,8 kWh (= 800 W) müßten sich also 52,6 Tassen aufheizen lassen…

Motorola erhält im Mai 2007 das Patent darauf, unter LCD-Displays Solarzellen zu installieren, was das gleichzeitige Nutzen und Aufladen erlaubt.

Ein interessanter Beitrag beim Dutch Design Week 2007 ist ein Sonnenschirm namens Solar Sunshade von Lianne Van Genugten aus Eindhoven, der mit flexiblen Solarzellen versehen ist – es ist verwunderlich, daß es so lange dauert bis jemand auf so eine naheliegende Idee kommt.

Der außerdem mit LEDs ausgestattete Schirm öffnet und schließt sich automatisch, um tagsüber Schatten, und nachts Licht zu spenden.

Einen Red Dot Award 2007 gewinnt das Designkonzept einer selbstaufladenden Batterie namens Soft Solar Battery des Designers Wu Jian: Eine hauchdünne flexible Speicher-Solarzelle besitzt oben und unten entsprechende Kontakte, sodaß sie zusammengerollt eine AA- oder AAA-Batterie ersetzen kann.

Solarzellen-Mikroauto

Solarzellen-Mikroauto

Im September 2007 lese ich erstmals von einem nur 33 x 22 x 14 mm großen Spielzeugauto ohne Batterie, das ausschließlich durch sein Dach – eine Solarzelle – angetrieben wird. Es kostet um die 10 €.

Im Frühjahr 2008 bekomme ich einen dieser kleinen Solarflitzer von Herrn Seltmann (Energy Watch Group) geschenkt.

Im prallen Sonnenlicht legt das Teil eine schier unglaubliche Geschwindigkeit vor und ruft bei Jung und Alt freudiges Erstaunen hervor.

Unter dem Namen Medusa stellt das Team von goldesign aus dem argentinischen Córdoba im Oktober 2007 eine autonome, schwimmende Solarlampe für Swimmingpools vor – die auch wirklich so aussieht, wie sie heißt.

Von dem britischen Designer Ross Lovegrove (Studio X) stammen die leuchtenden Solarbäume, die er im September 2007 auf der Design Week in Milano erstmals vorstellt. Der Entwurf wird gemeinsam mit dem italienischen Lichthaus Artemide und Sharp Solar entwickelt.

Solar Tree von Lovegrove

Solar Tree von Lovegrove

Die Außenleuchte, eine gelungene Verbindung von Design, Natur und Kunst, besteht aus geschwungenen Stahlrohren, an deren Spitze jeweils eine LED-‚Lichtblase’ befestigt ist – mit 38 Solarzellen an der Oberfläche.

Diese sind mit einem nicht sichtbaren Batteriesystem in der Basis verbunden. Im Oktober wird ein Solar Tree vor dem Museum für Angewandte Kunst in Wien aufgestellt.

Im November 2007 folgt eine sehr sinnvolle Idee, bei der man nur auf eine schnelle Umsetzung hoffen kann.

Es handelt sich um solarbetriebene Fahrbahnmarkierungen (Spikes), mit denen die Mittellinie und/oder die Straßenränder markiert werden. Die nicht reflektierenden sondern im Dunkeln permanent leuchtenden Objekte bieten Fahrern eine längere Reaktionszeit.

Sie sind etwa 10 x so hell wie Reflektoren, können unterschiedliche Farben haben und sind für eine Lebensdauer von 10 Jahren ausgelegt.

Tatsächlich ergibt sich bei einer Recherche im Rahmen des Updates, das inzwischen (Mitte 2011) diverse Firmen in China und Hongkong entsprechende Solarpflasterungsmarkierer im Angebot haben, zu Stückpreisen zwischen 5 $ und 10 $.

2008


Zu den hübscheren solaren Bekleidungsstücken gehört der Day-for-Night Dreß des New Yorker Designbüros Studio 5050, das Anfang 2008 berechtigtermaßen einige Presse bekommt.

Day-for-Night Dreß

Day-for-Night Dreß

Das abgebildete Kleid besteht aus 448 weißen Leiterplättchen, die alles Mögliche sein können: Solarzellen, Fotozellen, Verbindungsstecker, RGB-LEDs usw. und ist jederzeit durch weitere Teile verlängerbar. Irgendwo im Kleid soll ein USB-Board versteckt sein, das mit einem PC verbunden werden kann. Ein Mikrokontroller sorgt für die Stromversorgung und kann via RF Daten übermitteln.

Im Januar 2008 kommt mit dem Iqua Sun das vermutlich erste solarbetriebene Bluetooth Headset für 50 £ auf den Markt, und im Februar ein Handy-Anhänger namens Strap-Ya, der eigentlich ein kleiner Solarzelle-Akku ist, wie auch ein schmaler und kleiner Solarrasierer, der in jede Tasche paßt und für rund 100 € verkauft wird.

Ebenfalls im Februar 2008 präsentiert SMIT aus Brooklyn, New York, das Konzept eines patentierten solaren Efeus (Solar Ivy), der als ästhetische Bereicherung an Hausfassaden Strom erzeugen soll. Die Technik ist flexibel, modular und anpaßbar und basiert auf der Abschlußarbeit von Samuel Cabot Cochran am Pratt Institute im Frühjahr 2005, bei der neben dem PV-Dünnfilm auch piezoelektrische Folien integriert sind.

Im März folgt ein Sonnenschirm von Hammacher Schlemmer, der im Vergleich zu dem letztjährigen Konzept von Lianne Van Genugten jedoch ausgesprochen dürftig wirkt. Der 250 $ teure Schirm hat obenauf einfach ein kleines rundes PV-Paneel, während im Inneren um den Schaft herum ein paar LEDs angebracht sind. Das kann man sich selbst wesentlich günstiger zusammenbasteln...

Illumbinare Grafik

Illumbinare (Grafik)

Cleverer ist da schon der Solarregenschirm Illumbinare von Choi Jaewon, der für dieses Design den Red Dot Award 2008 gewinnt. Der schützende und nützende Schirm kann unter sonnigen Bedingungen durch seine flexiblen Solarzellen Energie sammeln und in eine integrierte Batterie einspeisen. An den äußeren Enden der Rippen sind LEDs angebracht. Wir der Schirm geschlossen und zugedreht, dann blicken diese LEDs aus dem Griff heraus, wodurch sich der Illumbinare auch als Taschenlampe nutzen läßt.

Besonders gut aussehend finde ich das Solarenergie-Sonnenschirm-Design Solaris der in Portugal lebenden und arbeitenden Designer André Castro, Elizabeth Remelgado und José Vicente, mit dem sich diese am Feel The Planet Earth 2008 Designwettbewerb beteiligen. Der Schirm besteht aus zwölf Flügeln mit PV-Paneelen, die zusammen eine immerhin 2,3 m2 große Solarfläche mit 230 W Leistung bilden, im Schaft ist als Ladezustandanzeige ein LED-Display integriert, und im Sockel befinden sich 4 x 24 V Lithium-Ionen-Batterien sowie drei Stromanschlüsse.

Laut einem Medienbericht im März 2008 werden die Berliner Wasserbetriebe (BWB) in Kürze das größte Solarkraftwerk der deutschen Hauptstadt errichten. Auf dem Dach der Filterhalle des Wasserwerkes am Tegeler See sollen im Laufe des Frühjahrs 1.900 m2 Photovoltaik-Module montiert werden. Das Sonnenkraftwerk wird eine maximale Leistung von 192 kW erreichen und 800.000 € kosten.

Eine mehr als künstlerisches Konzept gedachte 3,65 m hohe Solarpflanze von Art Energy Design, deren mit Solarzellen belegte Blütenblätter beweglich sind und im Wind rotierend zweifach Strom produzieren können, wird im März 2008 geschaffen und anschließend vor dem 2000 Technology Drive Gebäude aufgestellt, in dem sich das Headquarter des Pittsburgh Technology Council befindet. Nachts dient der gespeicherte Strom zur Versorgung der LED-Beleuchtung der künstlichen Pflanze.

Solarblume von Art Energy Design

Solarblume von
Art Energy Design

Ein winziger solarbetriebener Luftreiniger für Autos (Solar Car Air Purifier) für 19 $ wird im April 2008 vorgestellt, sowie ein tragbarer solarzellenbetriebener Ventilator, der auch das Handy aufladen kann und als Quarzuhr und LED-Lampe dient (35 £).

Ebenfalls im April 2008 werden in Franklin, New Hampshire, die ersten beiden Abfallkörbe installiert, die PV-betrieben den hineingestopften Müll zusammendrücken können – und dadurch weniger oft geleert werden müssen. Die BigBelly genannten Teile kosten pro Stück 4.000 $, aber dafür verriegeln sie sich auch automatisch, sobald sie voll sind.

Im Mai lese ich, daß es die Mini-Solarzellen-Autos nun auch als ‚Renner’ gibt. Vertrieben werden sie paarweise für 19,95 $ unter dem Namen Uncle Milton Solar Racer Set.

Eine hübsche interaktive Solarskulptur wird im Juni 2008 am Waterloo Regional Operations Centre im kanadischen Cambridge enthüllt. Die von Gorbet Design auf einem sonnigen Hügel errichtete Skulptur mit dem pragmatischen Titel Solar Collector empfängt im Laufe des Tages Solarenergie – speichert diese in Batterien – und wirft nächtens ihr schimmerndes Licht in den dunklen Nachthimmel. Dieses kann von einem Rechner gesteuert werden und die 12 unterschiedlich geneigten Schäfte quasi in pulsierende Bewegung setzen.

Solar Collector

Solar Collector

Als Beitrag zum G8-Gipfel im japanischen Hokkaido zeigt Sharp im Juli 2008 den Prototypen eines solarbetriebenen 66 cm LCD-Fernsehers, der von einem Dünnschichtpaneel mit Strom versorgt wird. Er wurde in erster Linie für netzferne Gebiete entwickelt.

Zeitgleich nimmt Greenest Host für sich in Anspruch, der erste Hosting-Service der Welt zu sein, der seine Energie zu 100 % aus Solarkraft gewinnt. Die AMD Opteron-Server des Unternehmens stehen in einem Daten-Center rund 150 km nordöstlich von San Diego in Kalifornien, wo sie von 120 Solarzellen-Paneels mit Strom versorgt werden.

Im August 2008 wird gemeldet, daß das MIT und das US-Landwirtschaftministerium gemeinsam spezielle Hauben für Kühe entwickelt haben, mit denen Cowboys ihre Herden vom heimischen PC aus verfolgen können. Die u.a. mit GPS und Sender ausgestatteten Hauben besitzen Solarzellen zur Stromversorgung und sollen im Laufe des Monats getestet werden. Da man später überhaupt nichts mehr davon hört, gehe ich davon aus, daß die Kühe wohl nicht mitgespielt haben.

Eine schöne Idee ist der Sunjar des Designers Tobias Wong: ein Einmachglas aus Milchglas, das tagsüber Sonnenstrahlen einfängt und in einem Akku speichert – der abends LEDs betreibt und ein sanftes Licht abgibt. Die Solarzellen-Leuchte wird für rund 25 € vertrieben, und es gibt sie in drei unterschiedlichen Farben.

Energy Bucket

Energy Bucket

Etwas größer ist das Konzept des Energy Bucket von Stefano Merlo, einem jungen italienischen Designer, denn statt einem Einweckglas wird hier ein Eimer zu einer mobilen LED-Solarleuchte umfunktioniert. Die Solarzellen sind im Deckel eingelassen und laden tagsüber den darunter installierten Akku. Das innovative Produkt soll an der Gewohnheit der Vergangenheit anschließen, als man das Trinkwasser noch mit Eimern vom Brunnen holte.

Eine Solar-Lampe, die eher wie ein Milcheimer aussieht, von dem gleich mehrere zum Laden an einer Art Garderobenstange mit Solarpaneel aufgehängt werden können, heißt Autour und stammt von dem israelischen Designer David Keller. Es ist sein Beitrag zum Designboom Wettbewerb 2009 (ich habe aus den vielen Hundert Beiträgen die witzigsten, interessantesten und intelligentesten herausgefiltert und werde sie im folgenden an den passenden Stellen präsentieren).

Sehr sinnvoll ist ein System namens Sol Light Cap 200, das es allerdings bislang nur in den USA gibt. Es handelt sich um einen nur 70 g leichten, wasserdichten Lichtaufsatz, der auf standardmäßige Weithaltsflaschen (als Lampenkorpus) paßt und über versiegelte Solarzellen aufgeladen wird. Die Lebensdauer der NiMH-Batterie soll 3 Jahre betragen, und pro Ladung sind bis zu 6 Stunden LED-Leuchtdauer drin. Der Preis beträgt 20 $.

Die Sunrise Solar Corp. aus San Antonio, Texas, kommt mit einem Solar Light Brick auf den Markt, ein innovatives Beleuchtungssystem ohne Anschluß an ein Stromnetz. Die quadratischen oder rechteckigen Module besitzen jeweils 2 V/500 mA Solarzellen, eine 1,2 V/4.000 mAh Akku und 12 superhelle LEDs. Das Licht wird bei Einbruch der Dunkelheit automatisch aktiviert.

Die Solar-Glas-Ziegel können in Baustoffe eingebettet werden. Potentielle Anwendungen sind ländliche Flugplätze, Gebäude-Beleuchtung, Sicherheitsbeleuchtung usw.

Smoon Ombrella

Smoon Ombrella

Eine besonders schöne und elegante Solar-Stehlampe, die zu dieser Zeit vorgestellt wird, ist die Smoon Ombrella der französischen Möbeldesigner Beau & Bien. Draußen mildert sie das Sonnenlicht ab während gleichzeitig Strom gespeichert wird, und innen, oder wenn es dunkel wird, strahlt der transparente und Kartoffel-Chip-förmige Schirm sein Licht ab. Die gut 2 m hohe Solarlampe kann kabelfrei herumgestellt werden, wobei eine 10-stündige Aufladung ausreicht, die LEDs 6 Tage lang zu betreiben. Erhältlich ist sie in verschiedenen Farben zu einem Preis von etwa 2.200 $.

Es gibt inzwischen mehr und mehr Ladegeräte (Charger) – und in allen nur denkbaren Farben und Formen –, die es als Produkte bereits auf den Massenmarkt geschafft haben. Daher werde ich mich weiterhin auf nur wenige, besondere Designs beschränken. 

Das Konzept des französischen Designers Vivien Muller namens PhotonSynthesis (auch: Electree) beispielsweise ist ein Ladegerät für Handys oder MP3-Player in den Maßen und in der Form eines Bonsai-Bäumchens. Dabei kann man sich aus verschiedenen Einzelteilen nach Maß seinen eigenen Energiebaum zusammenstecken, der 57 kleine Solarzellen als Blätter hat. Es wird erstmals im September 2008 in den Blogs vorgestellt.

Mitte 2010 beginnt dann tatsächlich die Produktion des Electree – allerdings nur in einer limitierten Anzahl von 20 Stück. Pro Solar-Bonsai sind 42 Solarzellen installiert.

Eine andere Version ist das Resultat einer Kooperation zwischen dem US-amerikanischen National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST) und den beiden japanischen Firmen Mitsubishi Corp. und Tokki Corp.

Solarbaum des AIST

Solarbaum des AIST

Hier wird das Prinzip der Mimikry umgesetzt, indem grün gefärbte ultradünne organische Solarzellen in Blattform um einen künstlichen Stamm drapiert werden. Nett gedacht, aber in meinen Augen – zumindest in dieser Konfiguration – ästhetisch unbefriedigend.

Wesentlich größer sind die PV-Bäume, die von Envision Solar an der University of California in San Diego aufgestellt werden. Es handelt sich um aufgeständerte, flache Solarpaneele von Kyocera, die über Parkplätzen Schatten spenden und gleichzeitig Strom für die universitätseigenen Elektrofahrzeuge erzeugen. Pro Baum und Jahr rechnet man mit 17.000 kWh Ertrag.

Auch derartige Technologien werden zunehmend umgesetzt, und alle paar Wochen wird irgendwo feierlich ein neues Parkplatz-Beschattungssystem mit integrierter Solaranlage eingeweiht. Ebenso steht es mit den entsprechenden neuen Designs – sodaß ich mich auch hier nur noch auf besonders durchdachte Systeme konzentrieren werde.

Weniger schön sind die weltweit zunehmenden Diebstähle von PV-Modulen – und dies trotz der hohen Gefahr eines Stromschlags. In Italien beispielsweise sind in dem 3,3 MW Solarpark des halbstaatlichen Stromversorgers Enel in der Ortschaft Serre Persano bei Salerno im vergangenen Jahr 7.000 von insgesamt 60.000 Modulen ‚verschwunden’. Im Dezember 2007 spürte die italienische Wasserschutzpolizei auf Schiffen vor der apulischen Küste gestohlene Paneele im Wert von 100.000 € auf, die nach Marokko geschmuggelt werden sollten.

Wissenschaftler der auf erneuerbare Energien spezialisierten staatlichen Forschungsanstalt ENEA entwickeln deshalb eine Diebstahlsicherung für Solarmodule. Der über GPS gesteuerte PV Guardian besteht aus einem Chip, der bereits während der Entstehung der Photovoltaikzelle in der Fabrik eingearbeitet wird, und in den die geographischen Koordinaten des Standorts einprogrammiert werden, an dem die geplante Anlage errichtet werden soll. Wird das Paneel später wieder abgebaut und an einen anderen Ort transportiert, dann muß der Chip von einem zugelassenen Experten umprogrammiert werden, andernfalls wird das Modul in wenigen Sekunden funktionsunfähig.

Die Produktionskosten des Prototypen betragen 70 - 80 €, doch in Serienproduktion sollen die Herstellungskosten auf 40 € sinken, hoffen die Entwickler. Die ist wesentlich günstiger als die Kosten für einen Sicherheitsdienst oder eine Diebstahlversicherung. Angesichts der hohen Schadenssummen werden dem PV Guardian gute Marktchancen eingeräumt.

Auch in Deutschland haben es organisierte Banden auf Solarmodule abgesehen, wobei vor allem Landwirte betroffen sind, deren Anlagen oftmals abseits liegen und ungeschützt zugänglich sind. Alleine im Emsland wurden 2007 in bislang 30 bekannt gewordenen Fällen insgesamt 700 Module nebst Zubehör gestohlen.

Leicht ist es für die Diebe nicht, das geklaute Gut zu verkaufen, denn inzwischen statten die Hersteller jedes Modul mit einer unverwechselbaren Identifikationsnummer aus – und der Solarenergie-Förderverein Deutschland (SFV) bietet ein offenes Register an, in das geklaute Module eingetragen werden können.

Einen allemal besseren Weg zur günstigen – und ehrlichen! – Beschaffung bildet die ausführliche und sehr empfehlenswerte Selbstbauanleitung für Solarpaneele aus defekten und daher billigen Solarzellen, wie man sie z.B. bei Ebay erwerben kann. Sie stammt von dem Astronomen Michael Davis.

Erwähnenswert ist auch der Solar-Stik der gleichnamigen Firma aus Saint Augustine, Florida. Das transportable und in weniger als fünf Minuten aufstellbare System wurde ursprünglich im Winter 1997/1998 in einer kleinen Marina in Key West entwickelt, um Segelboote mit Solarenergie zu versorgen. Als sich die ursprünglichen Erfinder 2003 wieder trafen, stellten sie erstaunt fest, wie gut ihre Erfindung noch immer arbeitet. Im Folgejahr beginnt eine zweite Entwicklungsphase, um das System marktfähig zu machen, was bis 2005 auch gelingt. Seit 2006 werden die Solar-Stiks für verschiedene Anwendungsbereiche serienmäßig hergestellt, wie für Freizeit-, Notfall-, Schiffs-, humanitäre und militärische Anwendungen.

Das Gesamtsystem besteht auch einem Mast mit stabilem Dreifuß, an dem die PV-Paneele mittels einer Querachse montiert sind. Dadurch lassen sich Ausrichtung und Neigungswinkel sehr einfach einstellen (wobei ich mich etwas wundere, da eine entsprechende automatische Nachführung problemlos integrierbar wäre). Einige der Systeme haben an der Mastspitze noch ein zusätzliches kleines Windrad.

SolaRover

SolaRover

Die ausgereifte und sehr robuste Technik, die von der US-Armee den Namen Tactical Electric Solar System (TESS) erhält, hat allerdings ihren Preis: Das Modell Solar Stik Terra 100 (100 W) startet mit 5.700 $, während die Ausführung Solar Stik Breeze ab 10.300 $ zu bekommen ist (100 W Solar + 200 W Wind). Dafür gibt es dann aber auch eine Garantie von 25 Jahren.

Natürlich gibt es noch größere portable PV-Systeme, die dann allerdings meist auf Trailern montiert sind und zunehmend zur Stromversorgung von Outdoor-Veranstaltungen wie Festivals eingesetzt werden. Ein repräsentativer Vertreter dieser Solargenerator-Gattung ist der SolaRover von West Coast Green aus Lone Tree, Colorado, bei dem es sich um einen (nominell) 10 kW leistenden Trailer aus 14 Stück 175 W Paneelen und 18 Batterien handelt.

Eine weitere Produktsparte bilden mobile solarbetriebene Wasserfilter für Swimmingpools wie z.B. der Solar Breeze der beiden Erfinder Denis Ruzsa und Terry Maaske, der tagsüber seine Runden dreht und an der Oberfläche schwimmende Blätter, Haare oder Rückstände von Sonnencreme einsammelt. Als Trägermaterial verwendet der 499 $ kostende Filter einfache und billige Papierhandtücher, die ein Mal pro Woche ausgewechselt werden müssen.

Mitte 2010 kommt eine verbesserte Version namens Solar Breeze 2.0 auf den Markt, dessen Solarzellen um 300 % besser sein sollen als die des Vorgängers. Außerdem wird ein bürstenloser Motor eingebaut, der eine Lebensdauer von rund 30.000 Stunden haben soll. Interessanterweise bleibt der Preis gleich: 499 $.

Zu den interessanteren Solar-Ladegeräten, die in dieser Zeit publiziert werden oder sogar schon auf den Markt kommen, gehört der Eneloop Solar Light & USB Charger von Sanyo. Man kann sich den 1 kg schweren und 20 x 25 cm großen Lader über die Schulter hängen, als Taschen- und sogar als Hängelampe nutzen, da auf der Rückseite der Solarzellenfläche 9 starke LEDs eingebaut sind. Die Ladezeit beträgt zwar bis zu 30 Stunden, doch damit lassen sich die LEDs dann auch 9 Stunden lang betreiben.

Solargorilla und Powergorilla

Solargorilla und
Powergorilla

Speziell für das iPhone gibt es ein mit Solarzellen versehenes Solar Etui aus Leder, das nur 48 $ kostet (2011 nicht mehr lieferbar, dafür gibt es inzwischen diverse Solar-Hüllen in ähnlichen Preisklassen). Mit 26,4 x 20 x 1,9 cm schon etwas größer, und daher auch zur Versorgung von Laptops geeignet, ist der Lader Solargorilla der britischen Firma Powertraveller (20 V Ausgang, 5 V USB, 700 g, 140 £), der auch an den Lithium-Polymer-Energiespeicher Powergorilla angeschlossen werden kann (22 x 13 x 1,5 cm, 631g, 150 £). Es gibt auch Outdoor-Versionen dieser Lader. Besonders günstig ist der aufklappbare Solar Recharger des Herstellers Energizer, der für AA- und AAA-Akkus gedacht ist, wird schon ab 15 € angeboten.

Auch der direkte Einbau von Solarzellen in elektronische Kleingeräte nimmt merklich zu. Als Beispiel nenne ich den Shiro SQ-S Mediaplayer der Shiro Corp.

Besonders clever – und potentiell lebensrettend – ist das für Fahrradfahrer entwickelte Anklelite, das man sich um den Knöchel oder Arm schnallt, und das bei voller Ladung drei Stunden lang als starkes LED-Blinklicht funktioniert. Das Aufladen erfolgt durch die integrierten Solarzellen, Anbieter ist die britische Firma Pedalite International Ltd., und der Preis beträgt 12,49 £.

Im Oktober 2008 verbreitet sich die Meldung, daß James Cervino, Professor für Biologie und Gesundheitswissenschaften an der Pace University, und Thomas Goreau, Präsident der Global Coral Reef Alliance, eine solarbetriebenes ‚Riff’ geschaffen haben, um Austern wachsen zu lassen. Diese brauchen Mineralien wie Kalkstein um zu gedeihen.

Die Sonnenkollektoren sammeln Sonnenlicht, um Strom mit niedriger Spannung zu erzeugen, der dann entlang spiralförmiger Metallstreifen fließt, die nahe der Küste an Pfeilern angenagelt sind. Der Strom bewirkt eine chemische Reaktion im Meerwasser, bei der sich Kalkstein und anderen Mineralien absetzen und einen neuen Lebensraum für die Austern bilden, die ihrerseits wieder das Wasser filtern.

Light Blossom Grafik

Light Blossom (Grafik)

Aus den vielen solar- und windbetriebenen Straßenlampen, die es bereits gibt, ragt das von Philips entwickelte Modell Light Blossom hervor. Mit Anbruch des Tages öffnet es seine Blütenblätter – Sonnenkollektoren – um das Licht aufzunehmen, wobei eine Nachführung das Verfolgen der Sonne über den ganzen Himmel erlaubt. An Tagen ohne Sonne drehen sich die Blütenblätter nach oben und bilden eine vertikale Windkraftanlage. Der Wind dreht die Blätter und generiert die benötigte Energie zur Versorgung der Straßenbeleuchtung. Außerdem spürt die Lampe, wenn Menschen in der Nähe sind, und leuchtet heller. Ist dagegen alles ruhig, wird das LED-Licht gedimmt um Energie zu sparen und eine überflüssige Lichtverschmutzung zu vermeiden.

Andere Innovationen aus dieser Zeit sind ein solarelektrischer Rasenmäher-Robot von Husqvarna für 3.000 $ ein Sprinklersystem zum automatischen Reinigen von PV-Paneelen von der Firma OCS Energy aus dem kalifornischen Petaluma (ein weiteres bietet die Heliotex LLC aus Palm Desert an) – sowie der Prototyp eines Solar-Traktors mit Satellitensteuerung, der Open Energy, ein Zusammenschluß österreichischer Unternehmen zur Förderung von Technologien im Bereich erneuerbarer Energien, präsentiert. Der Traktor ist jedoch keine landwirtschaftliche Zugmaschine im herkömmlichen Sinne, sondern soll als landwirtschaftliche Arbeitsplattform, beispielsweise beim Setzen von Stecklingen, dienen. Elementar ist, daß das konzipierte Gerät ausschließlich durch Elektromotoren und Energie aus Sonnenlicht angetrieben wird und auch ganzjährig zur Stromerzeugung, z.B. für die Netzeinspeisung oder zur Bewässerung verwendet werden kann.

Der Solar-Traktor läuft auf Ketten statt Rädern und wird von einem 26 m2 großen Solarpaneel überspannt. Ein erster Prototyp des von Peter Prohaska und Franz J. Emminger entwickelten Systems ist bereits im Bau. Die Produktion der ersten hundert Maschinen soll im kommenden Jahr starten.

3TIER Solarkarte

3TIER Solarkarte

Im Oktober 2008 schaltet das US-Unternehmen 3Tier aus Seattle eine Karte der Sonneneinstrahlung auf der westlichen Hemisphäre frei, die eine bislang nicht erreichte Auflösung hat. Das Projekt unter dem Namen remapping the world soll in den nächsten Jahren fortgeführt und neben der Sonne auch die globalen Potentiale von Wind- und Wasserkraft aufzeigen.

Daß der berühmte VW-Bus T2 (Bulli) heute noch viele Freunde hat, ist bekannt. Auch ich nannte Anfang der 1970er Jahre einen solchen mein eigen. Im November 2008 wird jedoch ein Westfalia Verdier Solar Power VW Van vorgestellt, der es wirklich in sich hat. Der kanadische Designer Alexandre Verdier betrachtet das von ihm konzipierte Fahrzeug weniger als rein technisches Objekt, sondern viel mehr als eine Art Lebenseinstellung.

Mit der geöffneten Seitentür des VW schwenkt ein ganzer Küchenblock mit einem ausklappbaren, dreiteiligen Board nach außen, es gibt zwei ausfahrbare Markisen, aus dem Beifahrersitz kann eine Einstiegsleiter für den Zugang zum Dachbett herausgeklappt werden. Auch an technische Spielereien mangelt es nicht: Es gibt einen On-​​Board-Computer, einen Projektor, ein Surround-Soundsystem mit 6 Lautsprechern und einen Roll-Down-Bildschirm. Der eingebaute Müllcontainer erlaubt Kompostierung und Recycling, und eine Kühl/Gefrierschrankkombination gibt es auch.

Was uns hier jedoch am meisten interessiert, ist das über die gesamte Fahrzeuglänge reichende Aufstelldach, das eingelassene Solarzellen-Paneele mit einer Leistung von 170 W besitzt. Diese lassen sich per GPS optimal ausrichten. Außerdem soll der Camper-Bus einen Hybridmotor bekommen. Verdier nimmt bereits Reservierungen für den 129.000 $ teuren Umbau an, der ab Sommer 2009 ausgeliefert werden soll.

Mini-Solararray der USF

Mini-Solararray der USF

Ebenfalls im November 2008 stellen Forscher an der University of South Florida (USF) eines der bislang kleinsten Solarenergiesysteme der Welt vor, bei dem 20 Solarzellen aus organischen Polymeren, von denen jede nur 1 mm2 groß ist, zu einem Array zusammengeschaltet sind. Damit soll ein mikroskopischer Sensor aus Kohlenstoff-Nanoröhren mit Energie versorgt werden. Mit dem nur 2,2 cm2 großen Array wird bislang eine Ausgangsspannung von 7,8 V erzielt – wobei die Wissenschaftler hoffen, die für das Gerät erforderlichen 15 V bis Jahresende zu erreichen.

Tatsächlich wird die Entwicklung in den Folgejahren weitergetrieben, und Anfang 2011 macht sich die Firma New Energy Technologies Inc. bereit, bald mit Solarfenstern auf Grundlage der organischen Solarzellen auf den Markt zu kommen (mehr über die speziellen Anwendungen der Solartechnik in Bauwesen und Architektur findet sich in dem entsprechenden mehrteiligen Kapitel).

Santa Coloma de Gramenet, eine nur 4 km2 große Arbeiterstadt mit 124.000 Einwohnern vor den Toren Barcelonas, findet eine innovative Lösung für das Platzproblem bei der Installation einer größeren PV-Anlage: Die 462 Paneele, ausreichend um 60 Haushalte zu versorgen, werden kurzerhand über dem Friedhof der Stadt aufgeständert. In Zukunft soll die Menge der Solarpaneele sogar noch verdreifacht werden.

Die Firma Freeplay Energy, die ich schon mehrfach im Kapitel Muskelkraft genannt habe, will mit Hilfe ihrer non-Profit Stiftung Freeplay Foundation, der Lemelson Foundation und Persönlichkeiten wie Tom Hanks saubere und erneuerbare Energie nach Ruanda bringen. In erster Linie geht es um den Austausch der alten, umweltbelastenden und gefährlichen Kerosinleuchten durch eine extrem haltbare und solarbetriebene Lifelight LED-Lampe, die außerdem eine patentierte Aufzieh-Technologie beinhaltet.

Passend zum nahen Weihnachtsfest 2008 ruft Freeplay zu einer Spendensammlung auf, bei der 200.000 £ zusammenkommen sollen, um ab Februar 2009 die geplanten ersten 10.000 Lifelights nach Ruanda zu schicken.

Solardächer der Stadt Ota

Ota

Weitere nennenswerte Entwicklungen im Dezember 2008 sind die Eröffnung des weltweit ersten komplett (sogar zu 110 %) solar versorgten Flugzeughangars in Burbank, Kalifornien, durch die Firma Shangri-La Industries; die Meldung, daß die Stadt Los Angeles plant, bis 2020 mit einem dann jährlichen Solarertrag von 1,3 GW PV-Paneelen Geschichte zu schreiben (Stichwort Solar LA); eine weitere Meldung, der zufolge die sonnige japanische Stadt Ota in der Präfektur Gunma, rund 80 km nördlich von Tokio, die sich seit 1998 mit dem Ausbau der Solarinfrastruktur beschäftigt, möglicherweise zur ersten zu 100 % solar versorgten Stadt der Welt wird (in Korea gibt es das Dorf Donggwang, das diesen Status bereits erreicht hat); sowie die Lösung der Bewohner auf den Inseln der Ganges- und Brahmaputra-Mündung, die von Juli bis Oktober regelmäßig unter Wasser stehen, da der Anstieg des Meeresspiegels hier erstaunliche 7,8 mm pro Jahr ausmacht.

Um trotz der Überflutungen den Schulunterricht weiterführen zu können, wird dort eine Flotte von Hausbooten in schwimmende Schulen umgewandelt, die von Solarzellen auf den Dächern der Boote angetrieben werden.

Die Stiftung des Microsoft-Gründers Bill Gates ist von der Idee so beeindruckt, daß sie die Schulboote mit einem Preis – und mit Computern auszeichnet.

Zwei interessante Produkte sind noch zu erwähnen: LG präsentiert ein LCD-Display, bei dem eine Backlight Data Signal Switching genannte Technologie per Knopfdruck einen Reflektionsmodus erlaubt, der im Sonnenlicht 75 % der sonst für den Bildschirm benötigten Energie spart.

Und die Designer Hyun-Joong Kim und Kwang-Seok Jeong stellen unter dem Namen Infinite Energy: SIG (Self-Energy Converting Sunglasses) eine Sonnenbrille vor, die – neben ihrer zum Namen passenden Form – Linsen aus Farbstoff-Solarzellen besitzt, welche Energie sammeln und damit in der Lage sind, durch eine Strombuchse an der Rückseite des Rahmens kleine Elektronikgeräte zu versorgen.


Weiter mit der photovoltaischen Nutzung ab 2009...