TEIL C

Entwicklung der photovoltaischen Nutzung 2011

Nach den ausführlichen Übersichten der letzten Jahre werde ich im Folgenden nur noch tatsächliche Innovationen im Sektor der Photovoltaik aufführen - aber nicht mehr jeden neuen Solarrucksack, jede Solartasche, Solarlampe, solare Bushaltestelle oder jedes Solar-Ladegerät, auch wenn ständig neue Versionen davon auf den Markt kommen. Dafür sind in dieser Jahresübersicht auch die in den darauffolgenden Jahren erzielten Fortschritte in den Bereichen Recycling von PV-Modulen, Solar-Schirme, mobile und stationäre Umsetzungen sowie Solar-Bäume aufgeführt.

Ebenso werden hier Meldungen dokumentiert, die anderweitig mit der Nutzung der Photovoltaik zu tun haben.

Als Beispiel dafür bietet sich die Nachricht an, daß PV-Paneele inzwischen begehrtes Diebesgut darstellen. Demnach habe eine Diebesbande in Mecklenburg-Vorpommern zwei Jahre lang Solaranlagen geklaut und einen Gesamtschaden 850.000 € angerichtet. Bei der die bisher größten Serie von Solar-Diebstählen in dem Bundesland hatten die sieben Täter 19 Mal zugeschlagen und insgesamt mehr als 1.000 Solarmodule gestohlen, zumeist von abgelegenen landwirtschaftlichen Anlagen. Die Ermittler fanden zudem heraus, daß die Männer die Module andernorts zur eigenen Stromproduktion wieder aufbauten.

Ich denke, daß solche Diebstähle auch überall sonst auf der Welt vorkommen, es oft aber nicht einmal in die Lokalnachrichten schaffen. In der deutschen Presse wird Mitte 2015 jedenfalls berichtet, daß sich Raubzüge auf Solaranlagen weiterhin häufen. Experten gehen davon aus, daß sich der Gesamtschaden im Zeitraum von 2011 - 2014 auf nahezu 15 Mio. € beläuft, während das Bundeskriminalamt (BKA) den Schaden sogar noch höher einschätzt.

Den Berichten zufolge werden die Diebstähle meist in der Nacht verübt. Neben dem Schutz der Dunkelheit ist dann auch die Gefahr, durch den fließenden Strom verletzt zu werden, gebannt. Das gestohlene Gut wird dann häufig ins Ausland transportiert und dort zum Weiterverkauf angeboten.

Die Module von bestehenden Anlagen abzumontieren, ist mühsam und zeitraubend, doch es geht auch anders: Im Juli 2023 werden von einem im Bau stehenden Solarfeld in Denklingen 800 Solarmodule mit einem Gesamtgewicht von etwa 23 Tonnen und einem Wert von ca. 100.000 € auf Fahrzeuge verladen und gestohlen. Und im September verschwinden in Landsberg am Lech knapp 600 Solarmodule mit einem Gesamtgewicht von rund 15 Tonnen und einem Wert von ca. 70.000 € von einer Solarfeld-Baustelle.

Und auch ein zweites Produkt zieht Diebe an: So werden im Juni 2024 beim Einbruch in einen Solarpark in der Ortschaft Pfeffertshofen in der Oberpfalz Wechselrichter im Wert von fast 100.000 € entwendet. Im Zuge der Berichterstattung ist zu erfahren, daß die Diebstähle von Solarmodulen auch in Bayern in den vergangenen zwei Jahren zugenommen haben. Im Jahr 2021 verzeichnete das Landeskriminalamt 44 solcher Straftaten, 2022 waren es bereits 79.

Eine der wenigen Meldungen aus dem Ausland, die es in die internationale Presse schaffen: In Spanien nimmt die Guardia Civil im Juni 2024 drei Personen fest, die verdächtigt werden, 186 Solarmodule aus einer Photovoltaikanlage in Aldeamayor de San Martín gestohlen und illegal verkauft zu haben.

In Bezug auf die Paneele gewinnt aber ein ganz anderes Thema zunehmend an Wichtigkeit: das Recycling nach dem Ende ihrer Lebenszeit. Wissenschaftliche und wirtschaftliche Studien darüber lassen sich mindestens bis ins Jahr 1992 zurückverfolgen.

Damals erschien der von P.D. Moskowitz und K. Zweibel am Brookhaven National Laboratory herausgegebene Werkstattbericht ,Recycling of Cadmium and Selenium from PV Modules and Manufacturing Wastes: A Workshop Report’. Die Autoren hatten schon zwei Jahre zuvor den Artikel ,Health, Safety, and Environmental Issues Relating to Cadmium Usage in PV Energy Systems’ veröffentlicht, gemeinsam mit Vasilis M. Fthenakis, von dem die Durchführbarkeitsstudie ,End-of-life management and recycling of PV modules’ stammt, die im Jahr 2000 erscheint.

Die Studie über das Recycling von Dünnschicht-Solarzellen und Produktionsabfällen, das sich auf die vorhandene Sammel-/Recyclinginfrastruktur sowie auf aktuelle und neue Recyclingtechnologien stützt, kommt zu dem Schluß, daß ein solches Recycling technologisch und wirtschaftlich machbar ist, allerdings nicht ohne sorgfältige Vorüberlegungen.

Das Recycling ist jedenfalls sehr sinnvoll, denn die durchschnittliche Zusammensetzung eines PV-Moduls besteht aus 78 % Glas, 10 % Aluminium, 7 % Kunststoff und 5 % Metallen und Halbleitern, wobei der am häufigsten verwendete Halbleiter das als ungefährlich eingestufte Silizium ist. Dabei gibt verschiedene Recyclingtechniken: die am weitesten verbreitete mechanische Zerkleinerung, die thermische Trennung und die chemische Auslaugung. Mit diesen Verfahren wird eine sehr hohe Recyclingquote von 95 - 99 % erreicht, wobei als Klebstoffe verwendete Polymere vom Recycling (bislang) ausgeschlossen sind.

Im Jahr 2001 veröffentlicht ein Wissenschaftler-Team der Tokyo University of Agriculture and Technology einen Bericht unter dem Titel ,Experimental study on PV module recycling with organic solvent method’, um nur ein weiteres Beispiel zu nennen. Sicherlich würde eine vertiefte Recherche noch diverse weitere Studien fördern. Parallel dazu ist die Aussage von Mitarbeitern der Recyclinghöfe zu zitieren, daß in den Glasmulden „ab ungefähr 2005 ab und zu auch vereinzelte, gebrochene Solarpanels lagen, denn die Menschen wußten nicht, wo man diese richtig entsorgen kann.“

Ein US-amerikanisches Unternehmen, das sich früh dem Recycling verschrieben hat, ist der Hersteller von CdTe-Dünnschichtmodulen First Solar.

Schon 2005 verpflichtet sich das Unternehmen zu einer erweiterten Herstellerverantwortung und das Recyclingprogramm wird bereits zu Beginn der Produktion eingeführt, um Produktionsabfälle, Garantierückläufer und ausgediente Module verantwortungsvoll zu recyceln.

Im Vorgriff auf die Zeitleiste: Dem Stand von 2018 zufolge sind die Recycling-Anlagen der First Solar an die Produktionsstätten in Ohio und Malaysia angeschlossen und werden derzeit in Vietnam gebaut. Außerdem gibt es eine eigenständige Recyclinganlage in Deutschland.

Die Gesamtkapazität der Anlagen reicht aus, um weltweit jährlich 2 Mio. PV-Paneele zu recyceln. Die Firma erwartet, im Jahr 2023 allein in den USA eine Recyclingkapazität von bis zu 500 MW zu erreichen.

Zurück zur Chronologie: Im Juli 2007 wird von Unternehmen der Photovoltaik-Industrie der europäischen Verband PV CYCLE gegründet, um ein freiwillige Rücknahme- und Recycling-Programm für Altmodule einzurichten.  Als gemeinnützige, mitgliederbasierte Organisation bietet PV CYCLE kollektive und maßgeschneiderte Dienstleistungen im Bereich der Abfallwirtschaft und der Einhaltung von Rechtsvorschriften für Unternehmen und Abfallbesitzer auf der ganzen Welt.

Als die chinesische JinkoSolar Holding Co. Ltd. im März 2011 dem Verband beitritt, schließt sie sich den internationalen Bemühungen von inzwischen mehr als 70 Unternehmen an, bis 2015 ein Netz von Sammelstellen für Solarmodule einzurichten. Zudem umfaßt die Angebotspalette von PV CYCLE derweil auch Produkte wie Wechselrichter, Batterien, Industrie- oder Produktionsabfälle.

Das Wesentliche ist selbstverständlich die Umsetzung - weshalb dieser Exkurs auch im Rahmen dieser Jahresübersicht beginnt: Im Januar 2011 gibt nämlich die spanische Electria, ein Unternehmen mit dem Schwerpunkten Nachhaltige Energieversorgung, den Plan bekannt, die erste Wiederverwertungsanlage für PV-Module errichten und betreiben zu wollen. Das Projekt soll in Cetina (Zaragoza) umgesetzt und neben der Electria von der Firma Poseidon Solar aus Indien betreut werden, welche bereits im Recycling von Siliziumzellen tätig ist.

Die Investition von 3 Mio. € in die Anlage mit der Bezeichnung PVR3 sei nur der erste Schritt, denn die Electria hat das Ziel, die Marktführerschaft bei der PV-Wiederverwertung zu erringen. Eine Umsetzung ließ sich aber nicht verifizieren.

Nachfolgend soll die Entwicklung der Folgejahre kurz skizziert werde, um das Thema an dieser Stelle abschließen zu können:

Ab 2015 gelten Solarmodule in Deutschland als Elektroschrott und müssen fachgerecht recycelt werden.

Im Juni 2016 erscheint der Report ,End-of-life management; solar photovoltaic panels’ der Internationalen Agentur für erneuerbare Energien (IRENA), in dem geschätzt wird, daß weltweit etwa 250.000 Tonnen Solarpaneel-Abfälle anfallen - und daß die wiederverwertbaren Materialien, die in ausgedienten Solarmodulen enthalten sind, bis 2050 einen Wert von mehr als 15 Mrd. $ darstellen könnten, was in etwa 78 Mio. Tonnen Rohstoffen entspricht. Mit großen jährlichen Abfallmengen wird aber schon Anfang der 2030er Jahre gerechnet.

Für Deutschland geht die IRENA davon aus, daß bis 2025 knapp 100.000 Tonnen Solarschrott anfallen werden, was rund fünf Millionen heutiger Standardmodule entspricht. Bis 2030 soll die Menge dann auf rund 400.000 Tonnen anwachsen.

In dem Bericht wird auch die Zusammensetzung der Solarmodule detailliert beschrieben. So enthalten Silizium-Module etwa 76 % Glas, 10 % Polymere (Verkapselung und Rückseitenfolie), 8 % Aluminium (hauptsächlich der Rahmen), 5 % Silizium, 1 % Kupfer und weniger als 0,1 % Silber, Zinn und Blei.

CIGS-Dünnschichtmodule bestehen hingegen zu 89 % aus Glas, zu 7 % aus Aluminium und zu 4 % aus Polymeren, während es nur geringe Anteile an Kupfer, Indium, Gallium und Selen gibt. CdTe-Dünnschichtmodule bestehen zu etwa 97 % aus Glas und zu 3 % aus Polymeren, wobei auch noch andere Metalle wie Nickel, Zink, Zinn und Cadmiumtellurid enthalten sind.

Um die Wertstoffe sauber zu trennen, bevor sie wiederverwertet werden, wird 2016 das EU-geförderte Projekt ELSi ins Leben gerufen, bei dem eine Forschungsgruppe um das Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB in Stuttgart, den Entsorger Suez Deutschland GmbH und die Geltz Umwelt-Technologie GmbH einen Reaktor entwickelt, in welchem sich die Metalle und das Silizium sauber von den Kunststoffen lösen lassen.

Im September 2018 geht in Knittlingen in Baden-Württemberg eine weltweit einzigartige Pilotanlage in Betrieb. Sie ähnelt einem Backofen, in den die Module unter Sauerstoffabschluß und hohem Druck aufgeheizt werden, damit sich die Kunststoffe mittels Pyrolyse zu Gasen - Methan, Propan und Butan - auflösen. Übrig bleiben, neben Glas und Aluminium, das Silizium und die Metalle.

Ende 2019 soll dann mit dem Bau einer Großanlage begonnen werden, die zu Beginn 200.000 Module pro Jahr recyclen soll und später auch erweitert werden kann. Bislang läßt sich aber nichts über eine Umsetzung dieses Plans finden.

Bereits im Juli 2018 eröffnen die französische Firma Veolia, der Verband PV CYCLE und die französische Gewerkschaft für erneuerbare Energien (Syndicat des Énergies Renouvelables, SER) in Rousset im Departement Bouches-du-Rhône „die erste Anlage in Frankreich und Europa“ für das Recycling von Photovoltaikmodulen aus kristallinem Silizium.

Die Anlage soll noch in diesem Jahr 1.800 Tonnen Material verarbeiten - eine Menge, die dann schrittweise auf 4.000 Tonnen ansteigen soll. Ausreichend wäre das aber trotzdem nicht, denn bereits 2016 sind in Frankreich 53.000 Tonnen Altpaneele angefallen, und 2017 waren es schon 84.000 Tonnen.

Mit dem in Rousset angewandten mechanischen Verfahren lassen sich 95 % des Gewichts der Paneele zurückgewinnen, wobei die Materialien anschließend an verschiedene Industriezweige weitergeleitet werden: Das Glas, das zu 2/3 in Form sauberer Scherben zurückgewonnen wird, geht an die Glasindustrie; der Rahmen an eine Aluminiumraffinerie; der Kunststoff als recycelter Brennstoff an Zementwerke; und das Silizium an die Edelmetallindustrie. Die Kabel und Stecker werden zerkleinert und in Form von Kupferschrot verkauft. Mit Stand von 2019 gibt es in Europa lediglich diese eine Anlage, die explizit PV-Module behandelt.

Vom Februar 2021 bis zum Januar 2025 läuft das EU-Verbundprojekt ReProSolar, bei dem unter der Leitung von Veolia neun Unternehmen ein hocheffizientes Verfahren für das Recycling von Photovoltaikaltmodulen entwickeln. Der angestrebte Prozeß basiert auf einer neuen Delaminierungstechnologie, die in der Lage ist, die Solarzellen effizient von der Glasplatte zu trennen. Ziel ist, erstmals alle Bestandteile der PV-Module vollständig zurückzugewinnen und der verarbeitenden Industrie u.a. reines Silizium, Silber und Glas zur Verfügung zu stellen. Die EU fördert das Projekt mit insgesamt 4,8 Mio. €.

Bis Jahresende 2021 wird die Realisierbarkeit im industriellen Maßstab bei den Betrieben der Partner Flaxres GmbH in Dresden und Rosi Solar in Grenoble getestet - und bis 2023 sollen in einer Demonstrationsanlage jährlich 5.000 Tonnen stillgelegte PV-Module verarbeitet werden.

Im März 2021 bringt das Bundeskabinett eine neue Verordnung für den Umgang mit elektronischen Altgeräten auf den Weg, die auch Vorgaben für die Behandlung ausgedienter Photovoltaikanlagen umfaßt. Um das Recycling zu verbessern, enthält der Entwurf, der auf der Anpassung des ElektroG2 im Dezember 2020 basiert, klarere Vorschriften für Entsorgungsunternehmen, welche schadstoffhaltigen Bauteile zu welchem Zeitpunkt des Behandlungsprozesses zu entfernen sind.

Gemäß Paragraph 10 des Entwurfs sind siliziumbasierte und nicht-siliziumbasierte PV-Module getrennt voneinander zu behandeln, wobei Tandem- oder Mehrfach-Solarzellen zu letzteren gezählt werden. Für beide Gruppen werden Schadstoffgehalte für Blei, Selen und Cadmium bestimmt, die nicht überschritten werden dürfen. Bei niedrigen Anteilen dieser Elemente können beide Modularten gemeinsam behandelt werden. Aluminium und Cadmium-Tellurid sind jedoch zu trennen und dann einzeln dem Recycling zuzuführen.

Um die verschiedenen bereits bestehenden und mehr oder weniger effizienten Verfahren und Konzepte zum Recycling von PV-Modulen korrekt zu beurteilen, fehlt es bislang jedoch an Standardisierung und Normung der Recyclingprozesse. Unter Federführung der Fraunhofer-Einrichtung für Wertstoffkreisläufe und Ressourcenstrategie IWKS soll daher im Rahmen des Projekts ,Standardisierung und Normung von Recyclingprozessen für Siliziumsolarmodule – ReSi-Norm’ ein ganzheitlicher Ansatz gefunden werden, der alle Faktoren zur Normung entlang des gesamten Wertstoffkreislaufs abdeckt.

Das Projekt wird gemeinsam mit den drei Verbundpartnern VDE Renewables GmbH, DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik in DIN und VDE sowie der Firma Hensel Recycling GmbH realisiert und soll neue Standards für das Recycling von PV-Modulen setzen und durch die Erarbeitung von Normungsvorschlägen die Abläufe auf nationaler und europäischer Ebene unterstützen.

Im Februar 2022 berichten die Fachblogs, daß Forscher des Fraunhofer-Center für Silizium-Photovoltaik CSP und des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE gemeinsam mit dem größten deutschen Recyclingunternehmen für PV-Module, der Reiling GmbH & Co. KG, ein Verfahren entwickelt haben, mit dem das Silizium aus Solarzellen zurückgewonnen werden kann. Möglich ist damit das Recycling sämtlicher kristalliner Silizium-PV-Module, unabhängig von Hersteller und Herkunft. Die Entwicklung wird durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klima (BMWK) gefördert.

Bei dem Verfahren werden aus Nebenprodukten des mechanischen Aufbereitungsprozesses die Solarzellenbruchstücke abgetrennt und gesammelt. Die Zellbruchstücke im Größenbereich von 0,1 bis 1 mm werden im ersten Schritt durch verschiedene Sortierverfahren von Glas und Kunststoff befreit. Danach erfolgt durch naßchemisches Ätzen die schrittweise Entfernung des Rückseitenkontaktes, der Silberkontakte, der Antireflexschicht und letztendlich des Emitters.

Das derart gereinigte Silizium wird dann in Standardprozessen zu monokristallinen oder quasi-monokristallinen Ingots und anschließend zu Wafern weiterverarbeitet. Die daraus hergestellten PERC-Solarzellen zeigen bereits im ersten Versuch einen Zellwirkungsgrad von 19,7 %. Nun muß sich das neue Verfahren in der Praxis der Recyclingindustrie bewähren.

Die seit 1957 auf Glas spezialisierte Firma Reiling recycelt eigenen Angaben zufolge seit Mitte der 1990er Jahre auch PV-Module, vor allem Produktionsabfälle aus der PV-Industrie - bis diese aus Deutschland abwandert. Gegenwärtig hat das Unternehmen vier Erstbehandlungsanlagen für Solarmodule, die jedoch nicht mehr ausreichen, da inzwischen pro Monat bis zu 500 Tonnen Module angeliefert werden - so viel, wie früher während eines ganzen Jahres.

Mitte 2023 wird deshalb in Münster das Kompetenzzentrum Photovoltaik-Recycling errichtet, wo jährlich mehr als 10.000 Tonnen PV-Module einer Prüfung zur Wiederverwendung unterzogen bzw. dem Recycling zugeführt werden sollen. Das Recyclen eines Moduls kostet bei Reiling 2 - 3 €, und die Endprodukte sind Glas (Feinkorn), Silizium, Glas (Grobkorn), Busbars (verzinntes Kupfer) und Aluminium.

Im Mai 2024 vermeldet die Firma zwei technologische Durchbrüche: Zum einen wird die Glasqualität des zurückgewonnen PV-Glases deutlich gesteigert, und zum anderen wird die Siliziumrückgewinnung nun im industriellen Maßstab umgesetzt.

Bereits im Oktober 2022 berichten die Blogs, daß das Europäische Photovoltaik-Recyclingzentrum (Centro Europeo de Reciclaje Fotovoltaico, CERFO) im spanischen Teruel, das sich bislang mit Methoden zur Bewertung von Paneelbestandteilen befaßt, nun „Europas erste Photovoltaik-Recyclinganlage“ plant. Die Forschungsarbeiten dazu finden in Zusammenarbeit mit dem Technologiezentrum CIRCE im Rahmen des Projekts Si-Recycle statt. Ein Zuschuß kommt vom Ministerium für Wirtschaft, Planung und Beschäftigung der Regierung von Aragonien. Bislang läßt sich eine Umsetzung aber noch nicht bestätigen.

Im Juli 2023 berichten aus Australien Ingenieure der University of New South Wales (UNSW) unter der Leitung von Prof. Yansong Shen, daß sie eine neue effektive Methode für das Recycling von Solarzellen entwickelt haben, mit der sich 99 % der Zellenbestandteile, einschließlich des Silbers, schnell und effizient trennen lassen.

Das bereits patentierte Verfahren umfaßt die Verwendung von Edelstahlkugeln als hochabrasives Siebhilfsmittel, und der Zerkleinerungs- und Siebprozess, der in einem Rüttelbehälter stattfindet, dauert etwa 5 - 15 Minuten. Anschließend wird eine herkömmliche chemische Auslaugung sowie eine Ausfällung eingesetzt, um die spezifischen Elemente wie reines Siliziumdioxid und Silber zu extrahieren, die etwa 0,05 % des Gesamtgewichts eines Paneels, aber rund 14 % des Materialwerts ausmachen.

Im November 2023 startet das dreijährige Forschungsprojekt RENEW, dessen Ziel es ist, gebrauchte Solarmodule effektiver und mit hohem Durchsatz zu prüfen sowie neue Reparaturmöglichkeiten zu entwickeln, um die Entsorgungsmenge zu reduzieren. Unter Koordination des Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) sind die Unternehmen 2nd Life Solar GmbH & Co. KG, ELMED Dr. Ing. Mense GmbH und HaWe Engineering GmbH beteiligt. Nach Erfahrungen der 2nd Life Solar sind momentan noch rund 70 % der aussortierten Module direkt betriebsfähig.

Forscher der Wuhan University und der Northeastern University in China berichten wiederum im Juni 2024, daß sie eine leicht skalierbare Methode entwickelt haben, um eine große Anzahl von Solarmodulen energieeffizient und umweltfreundlich zu recyceln. Statt wie bisher Salpetersäure und andere Chemikalien einzusetzen, um das Silizium von den silbernen Drähten der Solarzelle zu trennen, ersetzt das chinesische Forschungsteam diese Säuren durch ein geschmolzenes Gemisch aus Natrium- und Kaliumhydroxid (NaOH/KOH). Ein anschließendes Filtrationsverfahren konzentriert 99 % des Silbers, so daß die Silbernitridschicht vollständig zurückgewonnen werden kann.

Wer sich tiefer mit dem aktuellen Stand der Technik beim Recyceln von PV-Paneelen befassen möchte, sollte sich die im Januar 2023 begonnene ausgezeichnete Artikelserie von Petra Franke auf energiezukunft.eu ansehen, die die unterschiedlichsten Facetten rund um das Recycling von Photovoltaikkomponenten beleuchtet.

Die Webseite enfsolar.com listet im Jahr 2024 weltweit 60 Unternehmen auf, die Recycling-Service für Solar-PV-Hersteller anbieten, allerdings ohne Details darüber, welchen technologischen Stand diese haben bzw. welche Quantitäten die bearbeiten.

Der jüngste Bericht des IEA Photovoltaic Power Systems Programme (IEA-PVPS) der Internationalen Energieagentur über das Recycling von Solarmodulen, der im Juli 2024 erscheint, bietet einen umfassenden Überblick über alle bestehenden Technologien in diesem Marktsegment, vom rein mechanischen Recycling bis hin zu innovativen Techniken wie Lichtimpuls-Behandlung, Wasserstrahlreinigung, Pyrolyse und chemischen Behandlungen (,Advances in Module Recycling – Literature Review and Update to Empirical LCI Data and Patent Review’).

Der Bericht zeigt einen Meilenstein in der weltweiten Photovoltaik-Kapazität auf, die 2022 einen Wert von 1 TW überstieg, und unterstreicht die dringende Notwendigkeit, die wachsende Zahl defekter und ausgedienter PV-Module zu bewältigen. Er enthält daher Details zu 177 kommerziellen PV-Recyclern und Ausrüstungsanbietern, gegenüber nur 25 Unternehmen in einer Studie aus dem Jahr 2017.

Mehrere Recycler haben für den Bericht Lebenszyklusinventardaten (LCI) über Recyclingprozesse, Energieverbrauch und Materialrückgewinnung vorgelegt. Drei von ihnen sind aus Deutschland: Reiling Glas Recycling, LuxChemtech und Flaxres; zwei aus Frankreich: ROSI und Envie 2E Aquitaine; sowie Tialpi aus Italien; NPC aus Japan; und First Solar aus den USA.

Eine weltweite Patentrecherche ergibt derzeit 456 Patente, wobei 80 % davon auf Recyclingverfahren für Module auf Siliziumbasis, Zellmetalle, Polymere, Glas oder Geräte abzielen, während eine ebenfalls weltweite Literaturrecherche auf 569 relevante Arbeiten und Veröffentlichungen verweist.

 

Nach diesem Exkurs, der bis zum Datum des jüngsten Updates Mitte 2024 reicht, soll es nun mit der allgemeinen Übersicht Entwicklung der photovoltaischen Nutzung im Jahr 2011 weitergehen. Zuerst ein paar Designs und Umsetzungen aus dem Consumer-Bereich.

Im Januar wird der Entwurf einer Solaruhr des Designers Olivier Demangel gezeigt, die eine sehr ansprechende Ästhetik besitzt - vielleicht, weil es aussieht wie ein Gerät, mit dem ein Science-Fiction-Held durch die Zeit springen würde.

Die für das Tokyoflash Japan Product Design Studio entworfene Solaris V1 verfügt über eine Solarzelle als - wortwörtlich - zentralen Bestandteil des Designs. Die Zeit wird durch verschiedenfarbige LEDs an dem umlaufenden Kreis und den vier verbindenden Querbalken angezeigt. Verwirklicht wurde die Uhr bislang aber nicht.

Eine interessante Umsetzung bildet die solarbetriebene tragbare Boom-Box von Eton, die erstmals auf der Consumer Electronics Show (CES) im Januar 2011 in Las Vegas vorgestellt wird. Die überarbeitete und größer gestaltete Version des Soulra NSP400B Soundsystem für iPod und iPhone geht als Soulra XL im Mai in den Vertrieb. Die innovativen acht Lautsprecher mit einer Gesamtleistung von 22 W erzeugen einen Sound, der stark genug ist, um in kürzester Zeit eine Party im Freien zu starten.

Der kabellose mobile Lautsprecher wiegt nur etwa 3,5 kg, und die extragroße (XL) Größe ist vor allem dem verstärkten monokristallinen Solarpaneel zu verdanken, das eine kürzere Ladezeit ermöglicht und auch eine längere Lebensdauer verspricht. Eine volle Ladung des eingebauten 2.000 mAh Lithium-Ionen-Akkus reicht für fünf Stunden Musik, der Preis beträgt 300 $.

Schon Anfang 2012 folgt mit dem Modell Rukus (o. Rukus Solar) eine weitere solarbetriebene Boombox von Eton, die sich mittels ,One-Touch-Pairing' mit jedem beliebigen Bluetooth-fähigen Musikplayer verbinden läßt. Das kabelloses Soundsystem mit Breitbandlautsprechern besitzt einen Lithium-Ionen-Akku im Inneren und ein 250 cm² großes monokristallines Solarpaneel auf der Oberseite.

Die Rukus Solar Boombox ist mit einem Griff ausgestattet, um sie draußen zu tragen. Das E-Ink-Display ist auch bei direkter Sonneneinstrahlung gut ablesbar. Nach sechs Stunden Ladezeit lassen sich über acht Stunden Musik abspielen. Außerdem kann über einen USB-Ausgang das eigene Smartphone aufgeladen werden. Das Gerät Solar kostet 150 $ und ist in den Farben Schwarz, Grün und Weiß erhältlich. Eine nicht-solare Version ist für 100 $ erhältlich.

Im Februar 2011 folgt unter dem Namen Starrynight das Design einer Kombination aus Licht und Nachtlicht, die den nächtlichen Sternenhimmel nachbildet und gleichzeitig energieeffizient ist.

Der Entwurf der Designer Lin Hui-Hsiung, Huang Shao-Wei, Yang Wen-Hsun und Chiang Chung-Kai verfügt über ein transparentes, lichtsammelndes Modul, das von den Mechanical and Systems Research Laboratories (MSL) und dem Industrial Technology Research Institute (ITRI) entwickelt und bereitgestellt wurde und als Lampenschirm fungiert.

Die innenliegende Photovoltaikschicht lädt eine Batterie auf, um die Nachtlichtfunktion zu betreiben, welche die ,Sterne' aufleuchten läßt.

Vom Gesamtkonzept her ähnlich ist der Entwurf mit dem Namen Fully Precious Beans, der im Januar 2012 in den Blogs gezeigt wird und die sowohl im Zimmer als auch außerhalb des Hauses praktisch zu nutzen ist.

Die von Yang Wonmo entworfene tragbare kleine Solarlampe wird in einem Set aus drei Kugeln geliefert, um nicht nur im Haus, sondern auch an anderen Orten einsetzbar zu sein, z.B. im Außenbereich oder auf einen Campingplatz. In ihrer halbkugelförmigen Schale sehen diese Kugeln wie astrologische Kristallkugeln aus. Abdunkeln lassen sie sich, indem eine Art Haube darüber gestülpt wird.

Die umweltfreundliche Solarleuchte wird vollständig von der Sonne betrieben und ist daher kabellos. Die Solarzellen befinden sich in dem ovalen tragenden Tablett. Umgesetzt wurde das Konzept noch nicht.

Im März stellt Samsung auf der Elektronikmesse CeBIT 2011 in Hannover einen neuen solarbetriebenen LCD-Fernseher vor, der völlig unabhängig vom Stromnetz arbeiten kann. Der 46-Zoll-Prototyp, der sehr wenig Energie verbraucht, verfügt über Solarpaneele, die diese Energie von den Lichtquellen in der Umgebung aufnehmen. Er hat eine Auflösung von 1920 x 1080 Pixeln und besitzt eine Zehn-Finger-Touchscreen-Funktion. Die Spezifikationen in Bezug auf Helligkeit, Bildwiederholrate oder Farbwiedergabe sind noch nicht verfügbar.

Ein weiterer Durchbruch besteht darin, daß der dünne Bildschirm Bilder und Informationen anzeigen kann und gleichzeitig Objekte hinter ihm sichtbar sind - was bedeutet, daß die Anwendungsmöglichkeiten von Autoscheiben-HUDs bis hin zu Schaufensteranzeigen und digitalen Jalousien reichen.

In den Kommentaren wird betont, daß der Entwurf noch besser wäre, wenn die Solartechnologie direkt in das transparente Displaymaterial integriert wäre - woran z.B. Forscher an den Brookhaven und Los Alamos National Laboratories des Energieministeriums beschäftigt sind. Später erweist sich, daß die Aussagen von Samsung mißverstanden wurden, denn tatsächlich sind keine Solar-Paneele beteiligt, um den LCD-Bildschirm mit Strom zu versorgen, sondern das Umgebungslicht wird nur genutzt, um die übliche Hintergrundbeleuchtung zu ersetzen.

Eine tatsächliche Anwendung der Technologie, technische Objekte mit Solarzellen im Display zu laden, begegnet uns dafür bei dem solarbetriebenen Handy des französischen Start-up Wysips (What You See is Photovoltaic Surface) aus Lambesc, das hierfür eine transparente, 0,1 mm dünne Photovoltaik-Folie entwickelt hat. Diese kann auf das Display eines jeden Handys oder Smartphones aufgebracht werden und wandelt das Licht der Sonne oder einer Lampe in Strom um.

Die Beschichtung enthält Streifen von transparenten photovoltaischen Zellen - und über den Zellen befindet sich eine Schicht zylindrischer, linsenförmiger Linsen, die es dem Benutzer ermöglichen, das Licht auf dem Bildschirm unverzerrt zu sehen. Nach Angaben von Wysips sind sechs Stunden Sonnenlicht nötig, um den Akku vollständig aufzuladen. Für ein Gespräch von 30 Minuten reiche bereits eine Stunde aus, während die Ladezeit in geschlossenen Räumen ungefähr einen Tag beträgt.

Die Firma hofft, daß die Technologie auch in Tablets und E-Readern eingesetzt werden kann, und arbeitet bereits an einem Modell der nächsten Generation, das mit einer Stunde Ladezeit 30 - 60 Minuten Gesprächszeit ermöglichen soll. Ein Prototyp wird erstmals 2013 auf der Mobilfunkmesse CTIA Wireless vorgestellt.

Als nächster Schritt wird im März 2015 auf dem Mobile World Congress in Barcelona ein Handy gezeigt, das auf dem Torque von Kyocera basiert und zusammen mit der 2008 gegründeten Firma Sunpartner Technologies entwickelt wurde, die mit ihrer Wysips Crystal-Technologie punkten will - denn dem aktuellen Informationsstand zufolge ist die Technologie tatsächlich von Sunpartner entwickelt worden, während das o.g. Start-up Wysips augenscheinlich nur eine 2010 gegründete und bald darauf wieder geschlossene Tochtergesellschaft darstellt.

Ein Wysips-Layer kann unter idealen Bedingungen derzeit 5 mW/cm² liefern, was zumindest ausreichen soll, um ein Smartphone soweit mit zusätzlicher Energie zu versorgen, daß der Akku keine Energie verliert, wenn sich das Mobiltelefon im Standby befindet. Kyocera will die Technologie in seinen Outdoor-Handys einsetzen. Innerhalb eines Jahres soll die Technologie in Endkundenprodukten verbaut werden.

Erfolg ist dem Ansatz aber nicht beschieden, und das französische Photovoltaik-Glastechnologieunternehmen Sunpartner Technologies - eigentlich ein Vorreiter bei der Entwicklung und Integration von Solarglas für die Sektoren Bau, Verbraucherelektronik und Verkehr - meldet Anfang 2019 Insolvenz an, nachdem es erst zwei Jahre zuvor in Rousset, in der Nähe von Aix-en-Provence, ein neues Werk eröffnet und dafür von der Europäischen Investitionsbank ein Darlehen über 15 Mio. € erhalten hatte, mit dem das Unternehmen auch seine Forschungs- und Entwicklungsprogramme stärken wollte.

Außerdem hatte man im Januar 2017 eine Lizenzvereinbarung mit dem PVcomB - Kompetenzzentrum Photovoltaik Berlin des Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) unterzeichnet, um dessen Expertise für die Massenproduktion von speziellen Wysips-Beschichtungen zu nutzen. Was daraus geworden ist, ließ sich bislang nicht herausfinden.

Im April 2011 wird ein besonders vielseitiges und tragbares Solarladegerät gezeigt, das von von den MIT-Absolventen Jordan Jerome McRae und Shawn Michael Frayne entwickelt wurde. Letzterer ist uns schon mehrfach begegnet, nicht zuletzt als Erfinder des Windbelt, der den luftelastischen Effekt nutzt, um aus Wind Strom zu erzeugen (s.d.).

Die nun vorgestellten solarbetriebenen B-Squares bilden eine Kollektion von modularen 3D-Energiespeichern, die in verschiedenen Konfigurationen angeordnet werden können, je nachdem, welche Art von Gerät mit Strom versorgt werden soll. Die B-Squares verfügen hierzu über eine ,klebrige' Mikrosaugfläche sowie magnetische und elektrische Kontakte an jeder Ecke, um elektrische Signale aneinander zu übertragen, so daß sie sich leicht miteinander verbinden lassen.

Wird ein einzelnes Quadrat gedreht, ändert sich sein Stromkreis, je nachdem, wie es angeschlossen ist. Zurzeit gibt es sechs verschiedene Arten von Quadraten. Dazu gehört das Solar-Quadrat, das ein 0,25 W Solarzelle enthält, die an Fensterscheiben geklebt werden kann; ein Batterie-Quadrat mit drei wiederaufladbaren AAA-NiMH-Batterien; ein mehrfarbiges LED-Quadrat mit drei Lichtern; ein iPhone-Quadrat mit einer iPhone/iPod-Dockingstation, einem USB-Anschluß und Stereoausgängen; ein Arduino-Quadrat, das einen Mikrocomputer enthält; und ein Proto-Quadrat, das aus einer Lochrasterfläche besteht, auf der elektronisch begabte Benutzer ihre eigene Art von Quadrat erstellen können.

Die Quadrate können Seite an Seite, von oben nach unten oder gestapelt verbunden werden. Auch können mehrere Solar-Squares parallel geschaltet werden, um den Gesamtstrom zu erhöhen, oder in Reihe, um die Spannung zu erhöhen. Um den Gesamtstromkreis einer B-Squares-Anordnung zu verändern, kann ein Quadrat einfach gedreht werden - das LED-Quadrat zum Beispiel zeigt je nach Drehung unterschiedliche Farben an. McRae und Frayne haben ein komplettes ,Rezeptbuch’ mit verschiedenen Konfigurationen zusammengestellt.

Die im Februar 2012 zum Patent angemeldeten B-Squares (US-Nr. 20120218211) sollen im Mai die Prototypenphase verlassen und anschließend zu einem noch nicht genannten Preis in den Verkauf gehen. Eine Crowdfunding-Kampagne auf Kickstarter, die im Mai startet, bringt innerhalb von fünf Wochen von 1.110 Unterstützern 145.034 $ ein, was beträchtlich über den ursprünglichen Zielbetrag von 25.000 $ liegt. Im Oktober wird die Verschiffung der Bestellungen gemeldet - doch die Reaktionen sind sehr gemischt, weshalb das Projekt wohl nicht weitergeführt wird.

Statt dessen wendet sich Frayne dem nächsten Projekt namens Solar Pocket Factory zu, diesmal gemeinsam mit Alex Hornstein. Die beiden Erfinder arbeiten daran, die Welt der kleinen Solarzellen zu revolutionieren, wozu im August 2012 ebenfalls eine Crowdfunding-Kampagne gestartet wird. Diesmal sind es 1.174 Unterstützer, die 77.504 $ beitragen, um dieses Projekt zu verwirklichen, dessen Zielbetrag bei 50.000 $ lag.

Die Solar Pocket Factory ist eine kleine, automatisierte Fabrik zur kostengünstigen Herstellung von Solarmodulen an jedem beliebigen Ort der Welt. Um das Projekt zu unterstützen, gibt es für 35 $ ein Solar Pocket Kit, einen kleinen Bausatz, der alles enthält, was man braucht, um eigene Solarzellen herzustellen. Und für 60 $ gibt es das Experimenter’s Kit, das eine Reihe von Dingen enthält, die sich mit den selbstgebauten Solarzellen betreiben lassen: LEDs, ein Transistorradio, einige Ladegeräte für Mobiltelefone, ein Gleichstrommotor und ein Nickel-Metallhydrid-Akkupack.

Um auch das Smartphone mit Strom zu versorgen, kann man 100 $ für das Solar Phone Charge Kit investieren, das mit einem USB-Anschluß geliefert wird, um eine Lithium-Batterie aufzuladen. Diesmal gehen die 1.230 bestellten Kits im April 2013 in den Versand.

Das ultimative Ziel von Frayne und Hornstein ist jedoch die Herstellung von Produktionsmodellen der Solarpaneel-Maschine - angetrieben durch Solarenergie. Damit sollen die Arbeitskosten für die Herstellung kleiner Paneele (Solettes) gesenkt werden, die ihrer Meinung nach zwei- bis dreimal teurer pro Watt sind als große Paneele. Im September 2012 wird ein YouTube-Video veröffentlicht, in dem die ,Fabrik' für Mikro-Solarpaneele zu sehen ist, die klein genug ist, um auf einen normalen Tisch zu passen (Printing Solar Panels in the Backyard).

Die Erfinder hoffen, die Solar Pocket Factory, deren Preis derzeit auf etwa 50.000 $ geschätzt wird, irgendwann an lokale Hersteller in der Dritten Welt verkaufen zu können. Bislang sind aber noch keine weiteren Schritte gemeldet worden.

In Bezug auf Ladegeräte sind 2011 nur zwei erwähnenswert, die beide im Juni vorgestellt werden. Dies ist einmal das Konzept einer tragbaren autonomen Solareinheit für Camper, die die 2008 gegründete Schweizer Firma iLand Green Technologies SA aus Neuchâtel entwickelt hat. Das Unternehmen stellt bereits mobile Solarladegeräte (FLY) her und entwickelt integrierte Lösungen im Bereich der autonomen Solaranlagen (z.B. Markisen).

Das iLand (o. iLand TREK Portable Solar Charger) getaufte tragbare Solar-Power-Pack wiegt weniger als 10 kg und besteht aus zwei Teilen, einem Generator und einer mit Solarzellen bestückte Matte nebst Halterung, die einfach zusammengeschraubt werden kann.

Die Matte wird vor Ort ausgerollt und mit der Halterung in der Sonne aufgestellt. Dann werden die Solarzellen an den Generator angeschlossen, in dem sich eine 200 Wh Batterie befindet. Die vom System erzeugte Energie wird gespeichert und kann z.B. zum Betrieb von LED-Lampen verwendet werden. Das Basisset wird mit vier LED-Lampen, zwei USB-Anschlüssen, einer Universal-Zigarettenanzünderbuchse und acht LED-Lampenanschlüssen geliefert.

Im Januar 2014 gewinnt der tragbare iLand TREK den Preis der ISPO München in der Kategorie Outdoor/Energieversorgung - und die Firma beteiligt sich, wie schon im Vorjahr, am Marathon Des Sables (MDS) in Marokko, wobei diesmal Innovationen wie ein voll ausgestatteter solarer 6x6-Wüsten-LKW, aufblasbare Solarsysteme sowie der Prototyp eines Solar-Luftschiffs mit dabei sind, das verschiedene Geräte wie Kameras und die Funkübertragung mit Strom versorgt.

Nach den entsprechenden FB-Einträgen im Mai gibt es allerdings keine weiteren Neuigkeiten - und die Firma iLand Green Technologies SA geht im Mai 2016 in Liquidation und wird nach Abschluß des Konkursverfahrens im Oktober gelöscht.

Das zweite Solarladegerät stammt von dem Industriedesigner Wei-Chih Hsu aus Taipei, Taiwan. Bei dem treffend als Solar Stand bezeichneten Gerät handelt es sich im Grunde um einen stilvollen, tragbaren Ständer für Smartphones oder Tablets, in den zwei Solarpaneele und ein Lithium-Ionen-Akkupack integriert sind.

Der Designer hat sich damit ein einfaches und benutzerfreundliches System ausgedacht, bei dem Geräte wie Mobiltelefone, Smartphones und Tablets entlang der Stützen der beiden faltbaren Solarpaneele aufgestellt werden können, die in verschiedenen Winkeln eingestellt werden können. Sobald sie in ihrer Position fixiert sind, kann sie der Solarständer mit Solarstrom versorgen. Die erzeugte Energie  wird in der Li-Io-Batterie gespeichert, und das Endgerät kann über ein Micro-USB-Kabel direkt von dort aufgeladen werden.

Die Oberflächen, die Kanten der Solarpaneele und sogar der untere Teil des Ladegeräts sind mit robusten Gummiplatten mit höherer Reibungsqualität versehen, damit die Geräte leichter gehalten werden, ohne daß die Gefahr besteht, daß sie von den Oberflächen abrutschen. Zusammengeklappt  fungiert das Konzept als voll funktionsfähiges, solarbetriebenes Ladegerät für eine Vielzahl elektronischer Kleingeräte. Realisiert wurde der Solar Stand bislang aber nicht.

Neben den diversen Solartaschen, die in den vergangenen Jahresübersichten aufgeführt sind, ist im Jahr 2011 eigentlich nur ein einziges Modell ästhetisch so befriedigend, daß er hier erwähnt werden soll. Dabei handelt es sich um eine im Mai präsentierte Damenhandtasche Solar Handbag des dänischen Designstudios DIFFUS.

Anstatt ein einzelnes flexibles Dünnschicht-Solarmodul auf der Seite der Tasche zu plazieren, haben die Designer 100 kleinere monokristalline Silizium-Solarzellen über die Oberfläche der Tasche verteilt, die an überdimensionale Pailletten erinnern. Die Oberfläche der Tasche ist außerdem mit einer Kombination aus normaler Stickerei und leitfähiger Stickerei bestickt, die die von den ,Solarpailletten’ gewonnene Energie an eine in einem kleinen Fach versteckte Lithium-Ionen-Batterie weiterleitet.

Mit einem Wirkungsgrad von 9 % und einer Gesamtleistung von 2 W sind die Solarelemente in der Lage, ein mobiles Gerät sowie die Batterie der Tasche aufzuladen, selbst bei geringer täglicher Sonneneinstrahlung. Eine weitere Besonderheit ist, daß die Batterie auch optische Fasern im Inneren der Tasche versorgt, die aufleuchten, wenn die Tasche geöffnet wird, um das Auffinden von Gegenständen zu erleichtern. Preise oder Details zur Verfügbarkeit hat DIFFUS noch nicht bekanntgegeben.

Das Prinzip der kleinen Solarkacheln findet auch anderswo Anwendung. So konstruiert der in Brooklyn ansässige Performer, Autor und interaktive Elektronikkünstler Andrew Schneider einen Solar Bikini, der aus 40 kleinen, zusammengenähten flexiblen PV-Streifen und leitfähigem Garn besteht. Diese Zellen sind so gestaltet, daß sie genügend Strom erzeugen, um über den USB-Anschluß am Bikini Mobiltelefone, iPods und ähnliche Gerät zu versorgen.

Obwohl der im Juni 2011 erstmals vorgestellte und iKini getaufte Zweiteiler einen 5 V Ausgang hat, wird nichts von dieser Energie im Anzug gespeichert, so daß es vollkommen sicher ist, damit ins Wasser zu gehen. Es ist nur wichtig, daß der Bikini vollständig trocken ist, bevor man wieder ein Gerät an ihn anschließt.

Schneider verbringt 80 Stunden damit, jedes Stück von Hand anzufertigen, wobei die verschiedenen Teile auf Bestellung gefertigt werden, zu einem Preis von rund 120 £ (andere Quellen: unter 200 $; ab 500 $). Schneider entwickelt auch die iDrink - Boardshorts für Männer, die ein Bier oder Softdrinks mit Hilfe eines USB-Anschlusses kühlen können -, die diesen Sommer auf den Markt kommen soll. Leider ist davon später nichts mehr zu hören.

Ebenfalls im Juni wird das Konzept eines multifunktionalen, modularen Lebensmittelsystems namens Totem (o. Electrolux Totem) vorgestellt, das die perfekte Lösung für alle wäre, die in einer kleinen Wohnung oder auf Reisen leben, denn aufgrund seines einfachen Designs kann dieses Gerät in jeder Situation eingesetzt werden.

Der Entwurf des britischen Designers Nick Morris ermöglicht durch einfaches Stapeln und Umdrehen der Einheiten zu kochen oder verschiedene andere Aufgaben in der Küche wahrzunehmen. Jedes Gerät hat die gleichen Fähigkeiten zum Kochen, Reinigen, Kühlen und Einfrieren. Die Betriebsart wird durch die Ausrichtung bestimmt. Will man einen Kuchen backen, werden mehrere Geräte zu einem Sechseck zusammengestellt - und wenn man etwas braten will, dreht man sie einfach um.

Das Wesentliche ist, daß Totem externe keine Stromquelle benötigt, da die Außenseiten mit der aufgesprühten Dünnschicht-Technologie des norwegischen Unternehmens EnSol beschichtet ist, die ausführlich im Kapitelteil Solarzellen-Spray beschrieben wird. Es ist allerdings fraglich, ob damit die fürs Kochen erforderliche Leistung tatsächlich erreicht wird - aber als Idee ist das Konzept erwähnenswert.

Im Juni 2011 berichten die Blogs über eine Aktion des finnischen Telekommunikationskonzern Nokia Corp., bei der vier Handys vom Typ Nokia C1-02 mit einem auf der Rückseite angebrachten Solarpaneel in verschiedenen Teilen der Welt unter unterschiedlichen Lebensbedingungen und Umgebungen verteilt werden, um die Machbarkeit eines solarbetriebenen Mobiltelefons zu testen. Zur Erinnerung: Nokia war bereits 1997 der erste Handyhersteller, der ein Solarpaneel auf ein Handy montierte.

Die Lokki genannten Telefone werden in Kenia, Utsjoki, Schweden und auf einem Boot eingesetzt, das um die Ostsee segelt, wobei eine Blackbox im Inneren des Telefons die Menge an Sonnenenergie aufzeichnet, die während der Testphasen bei der realen Nutzung des Telefons zur Verfügung steht.

Die Nutzer kommen aus den unterschiedlichsten Bereichen - in Kenia ist der Tester ein Wachmann in Nairobi, während es oberhalb des Polarkreises in Utsjoki ein Forschungstechniker an einer örtlichen Universität ist. In Schweden testet eine 16-jährige Pfadfinderin das Gerät und seine Solarladefunktionen während eines Pfadfinderlagers.

Als die Ende des Jahres die Ergebnisse des Testlaufs vorliegen, zeigt sich, daß der Nutzen von Solarpaneleen nicht nur vom Lebensstil des Handybesitzers, sondern auch sehr stark vom Wohnort abhängt. Am deutlichsten profitierte Amos in Kenia vom Testgerät - allerdings nicht nur wegen des kenianischen Klimas, sondern hauptsächlich weil er wegen seines Berufs immer an der selben Stelle bleiben konnte und sein Handy nebenbei in die Sonne legte.

Sobald eine Testperson aber viel unterwegs ist und infolgedessen ihr Handy einsteckt, kann die Technik ihren Nutzen nicht entfalten. Abgesehen vom geringen Nutzen, der nun aufgezeigt wurde, seien auch nur sehr wenige Kunden bereit, mehr für ein Solarpaneel am Telefon zu bezahlen. Die Technik könnte allerdings in Ländern, in denen der Zugang zu Strom schwierig ist, von Vorteil sein.

In den USA kommt im Juli 2011 der erste sonnenbetriebene Laptop zu einem Verkaufspreis von 399 $ auf den Markt. Der leichtgewichtige NC215S von Samsung verfügt über einen Intel Dual-Core Prozessor, 1 GB RAM und ein mattes 10,1 Zoll Display, das Blendeffekte reduziert. Das LED-hintergrundbeleuchtete Display mit Antireflexionsbeschichtung ist laut Samsung zudem 50 % heller ist als ein durchschnittlicher Computer, was für die Arbeit in der hellen Außenumgebung sehr wichtig ist.

Das Besondere an diesem Netbook, das zuerst in Afrika unter großem Beifall veröffentlicht worden war, ist jedoch sein Deckel, der mit Solarzellen bedeckt ist und einen Sechs-Zellen-Akku auflädt. Jeweils zwei Stunden Sonnenlicht verlängern die Akkulaufzeit um eine Stunde. Unter idealen Bedingungen soll das Netbook eine Akkulaufzeit von über 14 Stunden haben. Der USB-Anschluß verfügt über eine Sleep-and-Charge-Funktion, die das Aufladen externer Geräte ermöglicht, wenn der Computer ausgeschaltet. Im August soll der NC215S dann auch in Russland verfügbar sein, dort dann allerdings für 500 $.

Passend an dieser Stelle: Im September wird auf der Entwicklerkonferenz Intel Developer Forum (IDF) in San Francisco erstmals die neue Haswell-CPU von Intel vorgestellt, ein Chipsatz, der seinen Betriebsstrom ausschließlich aus einer briefmarkengroßen Solarzellen bezieht und 20 Mal weniger Energie verbraucht als andere gleichstarke Chipsätze. Tatsächlich verbraucht der Prozessor so wenig Energie, daß er mit dem Licht einer normalen Glühbirne betrieben werden kann. Er soll zukünftig in Intels Ultrabooks zum Einsatz kommen.

Der solarbetriebene Chipsatz umfaßt natürlich nicht die übrige Hardware des Computers - Tastatur, Bildschirm, Hauptplatine, Festplatten usw. -, aber der Prozessor ist ein enormer Stromfresser, und es wird erwartet, daß die Verbesserung der Energieeffizienz die Gesamtenergieerhaltung der Computerbatterien erheblich verbessern wird. Die neue 22-Nanometer-3D-Transistor-Architektur verspricht, die Akkulaufzeit des Computers auf 24 volle Stunden und zehn Tage im Connected-Standby-Modus zu erhöhen. Laut Intel wird der Chip 2013 verfügbar sein.

Ein überaus verblüffendes Konzept, bei dem die Sonnenstrahlung in zweierlei Form genutzt wird, erscheint im September in den Blogs.

Der Tanning Printer der Designer Hosung Jung, Junsang Kim, Seungin Lee und Yonggu Do aus Südkorea ist ein solarbetriebener Drucker, der keine Tintenpatronen verwendet. Stattdessen nutzt er eine als Druckerkopf hin und her gleitende Linse an der Oberseite des Geräts, die das direkte Licht einfängt. Diese Energie wird dann umgewandelt und einer Thermospule zugeführt, die den Text auf das Papier ,brennt’.

Im Gegensatz zur heutigen Technologie des Thermodrucks, die wärmeempfindliches Spezialpapier erfordert, kann der Tanning Printer normales Papier zum ,Bedrucken’ verwenden, die Texte oder Grafiken allerdings nur in schwarz-weiße ausgeben. Die Oberfläche des schlanken und eleganten Design besteht zudem aus versteckten Solarzellen, und es gibt eine eingebaute Batterie, um einen Teil der Tageslichtstrahlen zu speichern.

Das Designteam soll den kabellosen Drucker seitdem weiterentwickelt haben, um die Effizienz zu verbessern, es läßt sich aber nichts darüber finden.

Im Oktober 2011 ist auf der British Invention Show ein Solar-Pflanzentopf zu sehen, der auf der Suche nach Sonnenlicht selbständig auf der Terrasse oder durch den Garten herumfahren kann.

Der Plant’o’matic von Luc Desanne ist der Prototyp einer Pflanze der Zukunft und besitzt kleine Solarpaneele sowie einen dreirädrigen Bewegungsapparat, der allerdings sehr gebastelt aussieht. Weitere Details werden nicht genannt - so daß es sich auch um einen Scherz handeln kann. Bei der Recherche stellt sich jedenfalls heraus, daß es den mobilen Blumentopf schon seit dem Jahr 2006 gibt.

Etwas ernster scheint mir der Ansatz von Xiaolong Mu zu sein, der im Januar 2015 in den Blogs veröffentlicht wird. - zumindest in Anbetracht der umfangreichen Elektronik, die in dem Topf integriert ist. Das Projekt wird auf der ITP Winter Show in New York vorgestellt und verspricht, Zimmerpflanzen in handlungsfähige Lebewesen zu verwandeln. Allerdings gibt es keine Angaben zu der Schnittstelle zwischen Elektronik und Pflanze.

Der Chasing Sunlight genannte Prototyp hat Lichtsensoren und motorisierte Räder, die es den Pflanzen ermöglichen, sich selbst zu bewegen, um die optimale Beleuchtung zu finden. Tagsüber lenken vier Lichtsensoren den Topf zur hellsten Lichtquelle. Mu hofft, daß sich sein Projekt zu einem Design entwickelt, das auf einem einfachen Arduino-Bausatz basiert und den Menschen die Möglichkeit gibt, ihre eigenen, leicht zu montierenden mobilen Pflanzgefäße zu bauen.

Zu den weiteren interessanten Umsetzungen gehört das von 100 Dünnschicht-Solarpaneelen angetriebene Carousolar (o. GE SXSW Merry-Go-Round), das auf der South by Southwest Conference im März von General Electric präsentiert wird. Grundlage ist ein Kinderkarussell aus dem Jahr 1926, das renoviert und mit einem Elektromotor sowie GE Tetra Contour LED-Leuchten bestückt wurde.

GE nutzt das Fahrgeschäft, um seine innovative Solartechnologie zu präsentieren. Die Paneele, mit denen das Karussell betrieben wird, befinden sich in der angrenzenden Lounge, wo der Solarstrom auch genutzt werden kann, um die Handys der Besucher aufzuladen. Im August kann man das Carousolar einen Monat lang im South Street Seaport in Manhattan kostenlos ausprobieren.

Im April erscheint ein moderner Hightech-Schaukelstuhl, der durch Prof. Sheila Kennedy und ihr Team von Kennedy & Violich Architecture Ltd. sowie Architekturstudenten des MIT konstruiert wurde. Die tropfenförmigen SOFT Rocker für den Außenbereich werden anläßlich des Festival of Art+Science+Technology (FAST) im Rahmen der Feierlichkeiten zum 150-jährigen Bestehen des MIT im Killian Court des Instituts aufgestellt.

Der etwas verspielte tropfenförmige Liegestuhl mit eingebauter Beleuchtung ist zudem eine solarbetriebene Ladestation, die als öffentliches Möbelstück getarnt ist und bis zu drei USB-Geräte mit Strom versorgen kann. Hierzu sind auf dem gebogenen Dach flexible Solarmodule mit einer Leistung von 35 W installiert, die tagsüber eine 12 Ah Batterie speisen.

Das Sonnennachführungssystem ist vollständig von Menschenhand oder -fuß betrieben, denn die Wippen sind auf ihren Sockeln frei drehbar und werden mit dem Griff an der Vorderseite in die Horizontale gebracht. Die Nutzer können den Bewegungen der Sonne über den Tag hinweg folgen, und wenn der Winkel richtig eingestellt ist, spenden die Wippen vollen Schatten für die Person, die darin sitzt.

Die Positionierung des Körpers in eine höhere oder niedrigere Sitzposition bewirkt wiederum, daß das Solarpaneel in eine höhere oder niedrigere Position in den Himmel zeigt, was als ,zweite Achse’ des Solar-Trackers fungiert. Zur Unterstützung zeigt ein LCD-Display im Inneren an, wie gut man die Energieproduktion aus der verfügbaren Sonneneinstrahlung optimiert hat.

Das in Brooklyn ansässige Unternehmen Sustainably Minded Interactive Technology LLC (SMIT), das uns bereits 2008 mit seinen modularen windbetriebenen Solarpaneelen begegnet ist, bringt im Mai 2011 ein neues Produkt auf den Markt. Unter dem Namen Tensile Solar werden wetterfeste und strukturell verstärkte Photovoltaikmodule angeboten, die wie ein Stoff wirken, der nicht nur schützt und eine Teilbeschattung bietet, sondern auch Energie liefert.

Das atmungsaktive tragende Gewebe verwendet Streifen der amorphen CIGS-Dünnschicht-Zellen, die unter vielen verschiedenen Lichtverhältnissen Strom erzeugen können. Zudem können die Solarschirme und -dächer für eine Vielzahl von Anwendungen maßgeschneidert werden. Bislang hat SMIT vier Designs entwickelt - den Sattel, die Masthalterung, das Zelt und größere architektonische Entwürfe. Wann die Überdachungen erhältlich sind, ist noch nicht bekannt. Dem aktuellen Stand der Recherche zufolge scheint es die SMIT überhaupt nicht mehr zu geben.

Ein ähnliches Produkt wird im November 2014 gezeigt, als die zwei Jahre zuvor gegründete The Solar Cloth Company Ltd. (TSCC), ein britisches Start-Up mit Sitz in Cambridge, mit der Erprobung eines Solartuchs beginnt, das aus leichtem CIGS-Photovoltaikgewebe besteht und über Parkplätze oder auf Gebäuden aufgespannt werden kann. Das Modul M170 beispielsweise wiegt 500 gr/m² und leistet 170 W/m².

Nach eigenen Angaben arbeitet die Firma, die bei den Solar U.K. Industry Awards 2014 die Auszeichnung ,Building-Integrated Photovoltaic Solar Innovation of the Year’ erhielt, intensiv daran, Verträge über die Installation von Solartuch auf 27.000 Parkplätzen abzuschließen. Erfolg scheint man damit allerdings nicht zu haben, trotz mehrerer erfolgreicher Crowdfunding-Runden - und 2017 berichtet die Presse, daß die TSCC potentielle Investoren mit verschiedenen Behauptungen in die Irre geführt habe, die sich inzwischen als unwahr herausgestellt hätten. Letztlich wird das Unternehmen etwa 2022 endgültig geschlossen.

Im November 2017 wird in den Blogs ein weiteres Produkt gezeigt, als dieses den ersten Platz beim Wettbewerb MTI Technology Award gewinnt. Diesmal handelt es sich um Photovoltaik-Planen des im Vorjahr neu gegründeten norwegischen Unternehmens Tarpon Solar, die mit biegsamen CIGS-Solarzellen des schwedischen Unternehmens Midsummer bestückt sind und 120 W/m² erzeugen.

Die Solarzellen sind auf ein flexibles Segeltuch laminiert, was zahlreiche potentielle Anwendungsmöglichkeiten schafft, wie z.B. Zelte, Sonnenschirme, Vordächer, Schattenspender für Restaurantterrassen, Schwimmbadabdeckungen oder Überdachungen in Flüchtlingslagern. Doch auch in diesem Fall bisher nichts von kommerziellen Erfolgen zu hören.

Zu erwähnen ist, daß Solarplanen und -zelte auf dem militärischen Sektor bereits schon länger erhältlich sind - z.B. seitens der Firma Tactical Solar Tents, die zudem Solarstromdächer anbietet, die in heißen Klimazonen auch zur Beschattung von Unterständen und Containerbüros dienen, was zur Verringerung der Kühllast beiträgt.

Die Solar Power Shelter bieten bis zu 1.440 W Solarenergie für jeden der 3 x 6 m großen Abschnitte, wobei die Solarabdeckung auch zur weiteren Isolierung der Überdachung dient, wodurch der Strombedarf für Heizung/Kühlung reduziert wird.

Als nicht nur ,äußerlicher Gegenentwurf’ könnte das von den Designern Shim Jieun, Won Boram, Oh Seobin, Kook Soo Jeong und Seok Jiyoung gestaltete und mit dem Red Dot Award 2015 ausgezeichnete futuristische Outdoor-Zelt gelten, das im September 2016 in den Blogs vorgestellt wird.

Hauptbestandteil des energieunabhängigen Zelts ist ein Solar-Air-Tube genanntes System, das aus Sonnenlicht Elektrizität erzeugt und für einen Luftstrom im Zelt sorgt. Dieses hat eine zweischichtige Struktur, die es ihm ermöglicht, in einer Schicht Solarstrom zu erzeugen und in der anderen gleichzeitig Luft zuzuführen, indem sich an jedem Ende der Röhre ein Ventilator befindet.  Im Winter hält das Belüftungssystem das Zeltinnere warm - und im Sommer bläst der obere Ventilator die heiße Luft aus dem Zelt, um es kühl zu halten.

Was für Camper vielleicht interessant ist, von Flüchtlingen - wie auf der Fotomontage - aber kaum benötigt wird, ist das zweite Hauptbestandteil des Schalenzeltes: Eine sogenannte Sound Drum, die aus zwei symmetrischen, miteinander verbundenen Trichtern besteht. Der äußere Trichter wird außerhalb des Zelts angebracht, um die Geräusche der Natur wie Regentropfen, Wind, Vögel und mehr einzufangen, während der innere Trichter die Geräusche in das Zelt leitet. Die Komponenten der Sound Drum werden mit Strom betrieben, der von den organischen Solarzellen auf dem äußeren Trichter erzeugt wird.

In diesem Zusammenhang sollen auch noch einige Solar-Schirme aufgeführt werden - angefangen mit dem im Februar 2011 vorgestellten Modell Solar Dok, eine Ladestationen im Freien, die nicht nur solarbetrieben, sondern auch aus recycelten Materialien hergestellt ist. Die Entwicklung stammt von der 2006 gegründeten US-Firma EnerFusion Inc. in Eaton Rapids, Michigan, und wir nun an der University of Central California (UCF) aufgestellt.

Der obere Teil des Schirms besteht aus Photovoltaik-Paneelen ausgestattet und kann auf verschiedene Winkel eingestellt werden, um eine maximale Sonneneinstrahlung zu gewährleisten. Darunter befindet sich eine Sitzfläche mit Ladebuchsen.

Der in verschiedenen Farben lieferbare Schirm verfügt über eine Batterie zur Speicherung und unterbrechungsfreien Stromversorgung sowie über eine digitale Anzeige der Leistungsstufen. Darüber hinaus verfügt der Solar Dok über ein LED-Beleuchtungssystem und eine Zeitschaltuhr für den Nachtbetrieb. Der Preis liegt bei  12.795 $. Die Firma stellt zudem eine ganze Reihe weiterer Ladestationen in Form von Bänken, Bushaltestellen, Fahrrad-Haltern u.ä. her.

Auch in diesem Fall werde ich an dieser Stelle eine Auswahl der Schirme zusammenfassen, die in den Folgejahren designt oder hergestellt und installiert werden.

Im Mai 2012 präsentiert die belgische Firma Umbrosa nv auf der Mailänder Designwoche die Entwürfe von zwei Solar-Sonnenschirmen mit den Namen Eclipse und Kosmos, die großen Anklang finden. Sie spenden Schatten und laden gleichzeitig Laptops, Telefone und Tablets auf.

Eclipse besteht aus einem großen Ring, der ein Schattensegel hält, das innen gespannt ist und auf der Oberseite mit dünnen, biegsamen organischen Solarpaneelen besetzt ist. Der Sonnenschirm fängt die Sonnenenergie ein, um Geräte sofort aufzuladen oder die Energie in einem Akkupack für den späteren Gebrauch zu speichern. Das im Lieferumfang enthaltene Akku-Pack ist mit Plug-and-Play-Technologie, einer Ladestatusanzeige und einer hochwertigen Ladeelektronik mit vielen Schutzfunktionen ausgestattet.

Das schlichte Designobjekt mit allen Trümpfen eines funktionellen Sonnenschirmes und der einfache Aufbau hätten eigentlich für einen Markterfolg sorgen müssen, tatsächlich ist von den beiden Konzepten später aber nichts mehr zu hören - und auch auf der Homepage des Herstellers sind sie nicht mehr zu finden.

Einen Solarschirm, der auch wie ein (Regen-)Schirm aussieht, zeigt die Telekommunikationsfirma Vodafone im Juni 2012. Der Booster Brolly genannte Prototyp-Hybridschirm wurde in Zusammenarbeit mit dem Dozenten Kenneth Tong und seinen Doktoranden am University College in London entwickelt.

Der 0,8 kg schwere Schirm verfügt über zwölf flexible und leichte amorphe Silizium-Solarzpaneele, die in die Kappe eingenäht sind und über einen USB-Anschluß im Griff ein Mobiltelefon in etwa drei Stunden aufladen oder eine Taschenlampe speisen können. Ansonsten wird der erzeugte Strom in einer im Griff versteckten wiederaufladbaren Batterien mit hoher Kapazität gespeichert.

Über eine eingebaute Kombination aus einer Antenne mit hoher Verstärkung und einem Signalverstärker mit geringer Leistung kann zudem der Funkempfang aller Handys in einem Radius von 1 m um den Schirm verbessert werden. Zu den weiteren Funktionen gehören eine LED-Taschenlampe für die Navigation bei Nacht und eine Freisprecheinrichtung für Smartphones. Das Festival-Gadget wird ein Wochenende lang auf dem Isle of Wight Festival 2012 getestet.

Einen ganz besonderen Schirm bildet der Cumulus (o. Cumulus Parasol) des niederländischen multidisziplinäre Designstudios Toer, denn dieser nutzt die Solarenergie quasi zu eigenen Zwecken.

Der im März 2014 auf der Mailänder Designwoche gezeigte Sonnenschirm besitzt zwar an der Oberseite ein kleines Solarmodul, doch dieses bietet keinen Ladestrom, sondern aktiviert automatisch sobald Sonne scheint, ein Gebläse, das den Körper des Stoffschirms in etwa 20 Sekunden zu einer skurrilen Form mit einem Durchmesser von 2 m aufbläst, die an eine Kumuluswolke erinnert.

Der Sonnenschirm hat keine Metallkernstruktur; die geschwungene Form ist aerodynamisch, so daß er auch windigem Wetter standhält; eine Silikonbeschichtung macht ihn wasserabweisend; und die Nylonhaut macht ihn haltbar, leicht und stark. Bei trübem Himmel entleert sich der Sonnenschirm entweder automatisch oder kann über einen in den Mast integrierten Mechanismus manuell ausgeschaltet werden.

Im August 2016 erscheint wieder einmal ein ,normaler’ Schirm, den ein saudisch-palästinensisches Unternehmen namens Knowledge-Base für Muslime entwickelt hat, die die jährliche Hadsch-Pilgerfahrt absolvieren. Im September werden sich mehr als drei Millionen von ihnen aus aller Welt auf den Weg nach Mekka in Saudi-Arabien machen - und immer wieder sterben einige an Hitzeschlag, wenn sie zu Fuß unter der prallen Sonne zwischen den heiligen Stätten unterwegs sind.

Der palästinensischen Beraterin Manal Dandis zufolge besteht der ,intelligente Schirm’ mit dem Namen Kafya (كافية) - was genügend bedeutet - aus zwei Schichten wärmeisolierendem Stoff, auf dem gleichmäßig 16 Solarzellenstreifen verteilt sind. Sie wandeln die starken Sonnenstrahlen in Strom um, der im Griff gespeichert wird und zum Betrieb der eingebauten Taschenlampe, des in der Mitte angebrachten Ventilators und des GPS-Systems verwendet werden kann, das Familien hilft, sich gegenseitig zu finden.

Über die drei USB-Anschlüsse an der Unterseite des Griffs können außerdem Telefone und Laptops aufgeladen werden. Und zusammengeklappt kann der 400 g schwere Schirm auch als Gehstock benutzt werden.

Dandis und ihr Geschäftspartner, der in Mekka geborene Forscher und Umweltingenieur Kamel Badawi hoffen, daß ein internationales Unternehmen oder eine staatliche Einrichtung ihnen hilft, den Prototypen in ein kommerziell erhältliches Produkt umzuwandeln, das sowohl für Pilger als auch für die breite Öffentlichkeit attraktiv ist. Sie planen, mindestens eine Million Regenschirme im Nahen Osten herzustellen, die zu einem bescheidenen Preis angeboten werden sollen.

Außerdem betreiben sie Crowdfunding auf launchgood.com mit einem Zahlungsziel von 10.000 $, bekommen aber nur 954 $ zusammen - weshalb das ganze Projekt beendet wird. Eine Patentierung in den USA oder am Golf, wie behauptet, ließ sich nicht bestätigen.

Ein Jahr später, im Januar 2017, ist es der Hightech-Schirm Sunflower, dessen öffentliches Debüt auf der CES 2017 viel Presse bekommt. Der in Los Angeles ansässige Produktdesigner Armen Gharabegian und seine 2013 gegründete Firma ShadeCraft Inc. verwirklichen mit dem schlicht-eleganten Entwurf die Vision, den ganzen Tag draußen im Schatten sitzen zu können, ohne den Schirm dabei bewegen zu müssen. Dafür wird das Gerät zum Gewinner des IDA Gold Award 2017.

Der erste Roboterschirm der Welt, der autonom der Sonne folgt, kann mit Hilfe von drei Elektromotoren um 360° gedreht und um 45° geneigt werden. Über schmale Photovoltaik-Paneele auf dem Achsenkreuz ist er selbst solarbetrieben - und kann zudem andere Geräte aufladen, indem er die überschüssige Energie in einer Batterie speichert. Diese ist innerhalb von zwei Stunden vollständig aufgeladen, wobei der Schirm dank ihrer hohen Kapazität 72 Stunden lang ohne Sonnenlicht funktionieren kann.

Er ist mit Sensoren ausgestattet, die die Luftqualität, das Wetter und den Wind überwachen. Wird die Windgeschwindigkeit zu hoch, schließt sich der 3 m hohe Sunflower selbständig, um Schäden zu vermeiden. Der Schirm ist außerdem Wi-Fi- und Bluetooth-fähig, so daß er auch als als Smart-Home-Hub für draußen dient.

Mit der SmartShade-App kann der Nutzer auf die Daten zugreifen oder den Sunflower aus der Ferne steuern. Ein Mikrofon und ein Lautsprechersystem ermöglichen die Integration von Sprachbefehlen und künstlicher Intelligenz - oder spielen die Lieblingsmusik ab. Außerdem ist der Schirm mit vier leistungsstarken LED-Lichtelementen ausgestattet - sowie mit Kameras, die einen 360°-Panoramablick in Form von Video- und Standbildern aufzeichnen können, die entweder der Sicherheit dienen oder einfach einen malerischen Moment festhalten.

ShadeCraft zufolge könne das intelligente Beschattungssystem bereits Anfang 2018 für rund 2.700 $ (andere Quellen: 8.000 $) ausgeliefert werden. Man habe bereits 2 Mio. $ von privaten Investoren erhalten, um die Produktion zu finanzieren. Auf der CES 2018 werden dann zum ersten Mal Bestellungen entgegengenommen, doch mehr passiert nicht. Und auch ein weiteres Design von 2020, ein runder Solar-Lade-Tisch für den Außenbereich namens Suntable, schafft es nicht in die Produktphase, und später ist von der SmartShade überhaupt nichts mehr zu hören.

Im Mai 2018 ist dann der von der chinesischen Hanergy Thin Film Power Group Ltd. entwickelte stromerzeugende Sonnenschirm Humbrella zu sehen, der einen Durchmesser von 2,7 m hat und nur 8,8 kg wiegt.

Das Produkt ist mit integrierten CIGS-Dünnschicht-Solarmodulen ausgestattet, kann bis zu 40.000 mAh Strom (andere Quellen: nur 9.600 mAh) speichern und über 4 USB-Anschlüsse im Griff des Schirms mobile Kleingeräte wie Mobiltelefone oder elektronische Moskitofallen mit Elektrizität versorgen. Es bietet auch eine abendliche Beleuchtung für netzferne Gebiete, wobei der  gespeicherte Strom für zehn Stunden nächtliche Lesezeit ausreicht.

Beim Start des Projekts ,Lighting Africa’ kündigt Hanergy an, aus dem Verkaufserlös der ersten Lieferung solarbetriebener Regenschirme einen Betrag von 160.000 $ an Regionen Afrikas zu spenden, die nicht an das Stromnetz angeschlossen sind. Andere Quellen schreiben, daß die Firma Solarschirme im genannten Wert spenden will. Mehr über das genannte Projekt findet sich in der Übersicht der Solarleuchten.

Eine neue und größere Version namens Humbrella Side wird erstmals auf der CES Asia im Juni 2019 öffentlich präsentiert, wo sie mit den CES Asia Innovation Awards 2019 ausgezeichnet wird. Sie verfügt über einen 6-fachen anstelle eines 8-fachen Schirm, der um 360 °drehbar ist, und hat die Stange an der Seite statt in der Mitte. Neben einer höheren Leistung von 52 W besitzt sie eine 25.200 mAh Batterie.

Obwohl auch in letzterem Fall nichts über einen kommerziellen Erfolg zu finden ist - die Idee an sich ist nicht totzukriegen.

Und so verwundert es kaum, daß im Juni 2021 ein weiterer Solarschirm auf dem Tapet erscheint, der diesmal von dem renommierten Design- und Innovationsbüro Carlo Ratti Associati (CRA) und dem Architekten Italo Rota für Italiens führende Gelato- und Frozen-Dessert-Marke Sammontana entworfen wurde. Die ersten Prototypen wurden im Biblioteca degli Alberi Milano Park im Stadtzentrum von Mailand ausgestellt.

Ein Schlüsselelement des Parelio genannten Schirms sind die sich per manuell betriebenem Seilzug entfaltenden PV-Felder, die in Zusammenarbeit mit Prof. Chuck Hoberman von der Harvard University konstruiert wurden und sich an den neuen, im Origami-Stil aufgebauten Photovoltaiksystemen der NASA-Raumschiffe orientieren. Der etwas verspielt wirkende Sonnenschirm ist 2,5 m hoch und hat einen Durchmesser von 3,2 m.

Der erzeugte Strom wird für die Kühlung in Form von Mini-Kühlschränken mit kalten Getränken und erfrischendem Sprühnebel verwendet. Mehrere Schirme, die miteinander verbunden sind, haben das Potential, eine größere Eiskühltruhe zu betreiben oder Strandbäder auf verschiedene Weise mit Strom zu versorgen.

Weiter mit der allgemeinen Chronologie, die sich nun mit einem weiteren Schwerpunkt befaßt, den mobilen und stationären Umsetzungen für Dienstleistungen und Unterricht.

Der Medienkünstler Sebastian Fleiter aus Potsdam stellt im Sommer 2011 erstmals sein mobiles Projekt The Electric Hotel vor, mit dem er durch die internationale Musikfestivalszene und andere Open-Air-Veranstaltungen tourt, denn auf mehrtägigen Events ist Strom für die Besucher oft Mangelware. Auch Großveranstaltungen wie Industriemessen und Renn-Wochenenden bezeichnet Fleiter als Stromdienstleistungswüsten.

Als Lösung stellt der hochglanzpolierte und zu einem mobilen Kraftwerk umgebaute Airstream-Trailer aus den 1950er Jahren mittels regenerativer Energieerzeugung direkt vor Ort gewonnenen Strom den Event-Besuchern zur Verfügung. Der Trailer ist auf dem Dach mit Solarzellen und einer Senkrechtachser-Windkraftanlage ausgerüstet. Im Inneren befinden sich eine Batteriebank, 200 softwareverwaltete Ladefächer, QR-Scanner und Retro-Elektrik aus über hundert Jahren Technikgeschichte.

Am Tresen im Art-Deco-Stil nehmen Mitarbeiter das Mobiltelephon entgegen und checken es in einem computerunterstützten ein und bei Abholung wieder aus. Pro Tag können 2.000 Handys wieder aufgeladen werden, wobei das Laden regulär 2 € pro Stunde kostet - sofern das Electric Hotel nicht von den Sponsoren für Großveranstaltungen gebucht wird, denn dann ist das Aufladen oft kostenlos. Das Projekt wird u.a. mit dem Designpreis der Bundesrepublik Deutschland und dem Green World Award for Innovation in Gold ausgezeichnet.

Fleiter hat noch eine Reihe weiterer Umsetzungen anzubieten, die man auf seiner Homepage anschauen sollte, wie z.B. das weltweit erste und einzige mobile muskelbetriebene 10 W Pumpspeicherwasserkraftwerk namens Hydrocharge XXL, ein zum Generatorfahrrad umgebautes Spinning Bike, ein stromerzeugendes Drehkarussell oder eine muskelbetriebene Carrera-Bahn. Mehr über solche Geräte findet sich im Kapitel Muskelkraft.

Im Juli startet in den Straßen von New York City ein mit Biodiesel und Solarenergie betriebener Eiswagen seine Tour durch mehrere US-Bundesstaaten, um auf Bauernmärkten, Festivals und anderen öffentlichen Veranstaltungen kostenlos Bio-Eis am Stiel zu verteilen, das von dem Unternehmen GoodPop stammt. Entworfen haben den Solar Ice Pop Truck die Designerin Kelli Anderson und der Marketingleiter Jason Anello. In einem Video wird gezeigt, wie sich die Solarpaneele des Lastwagens öffnen, um die Eis-Pops zu verteilen.

Der orange-weiße ehemalige Postwagen ist Teil der Kampagne des Solarenergiedienstleisters Sungevity aus Oakland, mit der er den Markt an der Ostküste über das Potential der Solarenergie für Haushalte aufklären will. Indem es den Menschen hilft, sich mit Solarenergie abzukühlen, sowie durch Installationsangebote auf iPads vor Ort und bunten Infografiken, möchte Sungevity zeigen, daß Solarsysteme inzwischen auch für den Durchschnittsbürger erschwinglich sind.

Ich bleibe auch in diesem Fall kontextbezogen und berichte schon hier von ähnlichen mobilen und stationären Projekten der Folgejahre.

Zu erwähnen wäre beispielsweise der Agri-Cube, der nach zweieinhalb Jahren Forschungsarbeit bei dem in Osaka ansässigen japanischen Bauunternehmen Daiwa House Industry Co. Ltd. durch ein Team um Shigeto Inoue im April 2012 erstmals öffentlich präsentiert wird. Mit der Idee, die Landwirtschaft zu industrialisieren, um auch in Krisenzeiten eine Nahrungssicherheit zu garantieren, soll der 30 m³ große, mobile Container den Menschen in Zukunft ermöglichen, ihr Gemüse fernab von störenden Umwelteinflüssen auf Regalen wachsen lassen.

Mit einer Länge von weniger als 5 m und einer Breite von 2,5 m ist der High­tech-Bauernhof für die Großstadt kleiner als ein entsprechender 20-Fuß-Container. Die Grundstruktur besteht aus einem Stahlrahmengebäude mit Boden-, Wand- und Deckenisolierung. Vor Ort benötigt der Agri-Cube ein etwa 10 m² großes Betonfundament, ebenso wie Anschlüsse für Sanitär- und Elektroinstallationen.

Er wird gebrauchsfertig geliefert, mit allen hydroponischen Geräten, einer Klimaanlage zur Aufrechterhaltung der idealen Wachstumstemperaturen, einem wärmeaustauschenden Belüftungssystem und speziellen Wachstumslampen. Dank Hydrokultur und Solarner­gie können so bis zu 10.000 Kopfsalate jährlich gezogen we­den - bei Betriebskosten von etwa 4.500 $ - wie auch dutzende verschiedene Arten anderer eßbarer Pflanzen. Eine Lüftung und Klimaanlage halten die Innentemperatur konstant auf demselben Niveau.

Die Pflanzenfabrikeinheit wird in zwei verschiedenen Größen angeo­ten und kostet umgerechnet zwischen 50.000 € und 77.000 €. Allerdings heißt es hier, daß beide Produkte „optional mit 1 kW Solarpaneelen ausgestattet werden“ können, so daß die betonte Erwähnung der Solarenergie in der Berichterstattung eher wegen des Marketings erfolgt ist. Wie auch immer, der Agri-Cube wird noch auf lokalen Messen ausgestellt, doch sonst gibt es keine weiteren Informationen darüber.

Mitte Juli wird in der Nähe des Langano-Sees in Äthiopien der weltweit erste SolarKiosk eröffnet. Der von dem Berliner Architekturbüro GRAFT Gesellschaft von Architekten mbH (o. GRAFT Lab architects) und dem ebenfalls Berliner Rechtsanwalt Andreas Spiess entworfene mobile Solarladen stellt eine autonome Geschäftseinheit dar, die Energie, Produkte, Werkzeuge und Dienstleistungen verkauft und damit ökologische und ökonomische Wirkung erzielt.

Angesichts von rund 1,5 Milliarden Menschen auf der Welt, die noch immer keinen Zugang zu einer stabilen Lichtquelle haben, soll der SolarKiosk eine sichere, saubere und erschwingliche Lösung für Bewohner in netzfernen Gebieten bieten und ihnen Zugang zu moderner Technologie und Kommunikation ermöglichen. Vor allem in der Dunkelheit wird das kleine Solar-Unternehmen zum Signal und vielleicht schon bald zum neuen Treffpunkt im Ort, wo man sich bei einem gekühlten Getränk mit Freunden über Neuigkeiten austauschen kann.

Der Solarkiosk basiert auf Leichtbauweise, deren kleinste Einheit einen Kubus von 2,45 x 3,7 m bildet. Er wird als Bausatz geliefert und kann auf dem Rücken eines Esels transportiert werden. Während die elektrischen Komponenten zentral bezogen und vormontiert werden, um Qualität und Langlebigkeit zu gewährleisten, können alle anderen Komponenten aus lokalen Baustoffen wie Bambus, Ziegel oder Lehm gefertigt und montiert werden.

Auf dem Dach sind PV-Module installiert, die Strom produzieren, um Mobiltelefone, Autobatterien, Lampen, Computer und einen Kühlschrank zu versorgen. Die Batterie, die den erzeugten Solarstrom speichert, befindet sich im Boden unter dem Kiosk, gut geschützt vor großen Temperaturschwankungen.

Die Verkäufer werden so geschult, daß sie den Kiosk selbständig betreiben und warten können. Im Angebot gibt es nicht nur Strom zum Aufladen von Geräten. Das Warenspektrum reicht von solar-betriebenen Lampen bis zu gekühlten Getränken und Lebensmitteln. Da der kleine Solar-Shop wahrscheinlich den einzigen Kühlschrank am Ort bietet, können darin auch wichtige Medikamente gekühlt und gelagert werden.

Die Marke SOLARKIOSK (o. Solarkiosk Solutions plc) richtet später lokale Fertigungsstätten in Äthiopien, Kenia und Ghana ein, die sowohl Ost- als auch Westafrika abdecken. Die Kioske sollen durch Module erweiterbar sein. Denkbar ist, daß eine größere Version mit einem zusätzlichen Senkrechtachser-Windrad genug Strom erzeugen wird, um auch einen Mobilfunk-Sendemast zu betreiben.

Auf dem African Drone Forum in Ruanda Anfang 2020 präsentierten GRAFT und die Organisation DroneMasters GmbH, die uns aus dem Kapitel Drohnenrennen bekannt ist, ein neues Konzept, das die schnelle und einfache Umsetzung eines dezentralen Drohnen-, Energie- und Bildungsnetzwerks ermöglichen soll. Die Idee ist, die bestehenden Funktionen des SOLARKIOSK mit einer Drohneninfrastruktur zu verbinden, um die ländliche Konnektivität in Afrika zu erhöhen (GRAFT Energy Drone Hub). Außerdem wird das Geschäftsmodell hinsichtlich autonomer Energielösungen und Räume für Kunden wie Flüchtlingslager, Gesundheitsstationen, Schulen und andere Dienstleistungen überarbeitet.

Im August 2012 wird in Südafrika im Township Alexandra außerhalb von Johannesburg das erste LaunchPad-Lernlabor fertiggestellt, das Schülern den Kontakt zu Mentoren in der ganzen Welt ermöglicht. Um das  Computerlabor im Container zu realisieren, hatte sich das weltweit, in diesem Fall pro bono tätige Architektur- und Designbüro Perkins+Will mit der gemeinnützigen US-Organisation Infinite Family zusammengetan, die in Südafrika aktiv ist.

Das LaunchPad besteht aus einem 40-Fuß-Schiffscontainer und ist so konzipiert, daß es sicher, energieeffizient, autark und so umweltverträglich wie möglich ist. Eine Wand aus recycelten Wasserflaschen dient als thermische Masse und sorgt für Kühlung im Inneren. Ein Sonnendach spendet Schatten und die Fenster sind so plaziert, daß sie je nach Standort optimal zur Sonne und zu den vorherrschenden Brisen ausgerichtet sind, die für natürliches Tageslicht und Belüftung sorgen. Im Inneren ist der Raum in offene Bereiche und modulare Räume für verschiedene Aktivitäten unterteilt.

Nach Anlieferung der modularen Bauteile am Standort dauert es nur ein bis zwei Tage bis ein Solarkiosk steht, mit dem dann bis zu fünf neue Arbeitsplätze geschaffen werden. Das mit Hochgeschwindigkeitskapazitäten und Hochleistungstechnologie ausgestattet Mentoring-Labor besitzt eine Photovoltaikanlage auf Dach und Vordach sowie eine Notstrombatterie, um es netzunabhängig zu machen. Genauere technische Angaben über Größe und Leistung der PV-Module sind allerdings nicht zu finden.

Die Initiatoren planen nun, in den nächsten fünf Jahren 100 LaunchPad-Labore in ganz Südafrika und anderen afrikanischen Ländern südlich der Sahara zu errichten, um damit jährlich 11.000 Menschen zu helfen, die Kriminalität zu verringern und die Beschäftigung zu fördern. Das ist vielleicht etwas hoch gegriffen, doch Mitte 2021 stehen immerhin schon 45 Solarkioske in ländlichen Gebieten in zehn Ländern, sieben davon in Afrika.

Ein Jahr später, im Juli 2013, weiht der Verein basis.wissen.schafft e.V. gemeinsam mit Projektpartnern aus Industrie, Lehre und Forschung den ersten energieautarken Wissenscontainer auf dem Tempelhofer Feld in Berlin ein. Dem Verein geht es um die Entwicklung des für Berlin historisch wichtigen Ortes und die Verbreitung von Wissen zu erneuerbaren Energien. Was ihn aber nicht gehindert hat, das in Berlin entstandene Buch der Synergie vollständig zu ignorieren...

Der Wissenscontainer mit dem nicht besonders kreativen Namen ,Solarmodul’ beherbergt das Büro des Vereins und wird komplett autark über ein Solarsystem betrieben, das gemeinsam von der Organisation einleuchtend e.V., Studenten der Hochschule Berlin für Technik und Wirtschaft (HTW) und dem Systemintegrator Phaesun ausgelegt und installiert wurde. Die Komponenten für die Anlage stellt Phaesun zusammen mit den weiteren Co-Sponsoren Steca Elektronik, ET Solar, Studer Innotec und Intact zur Verfügung.

Es ist nicht herauszufinden, was später aus dem Solar-Container geworden ist - auf dem Tempelhofer Feld scheint er nicht mehr zu stehen -, und weitere wurden wohl nie gebaut. Den Verein gibt es jedenfalls auch nicht mehr.

Wie im Oktober 2013 berichtet wird, hat die Firma Coca-Cola ein Projekt ins Leben gerufen, um in Zusammenarbeit mit dem Ingenieurbüro Deka R&D insgesamt 1.500 - 2.000 Schiffscontainer in Wasseraufbereitungsstationen umzuwandeln, die man bis zum Jahr 2015 gemeinsam mit verschiedenen strategischen Partnern in 20 Ländern in Afrika, Asien, Lateinamerika und Nordamerika installieren will. Zu den Projektpartnern zählen Unternehmen wie IBM, McCann Health, TechnoServe, NRG Energy Inc. und UPS.

Das EKOCENTER genannte Schiffscontainermodul soll abgelegenen und in der Entwicklung befindlichen Gemeinden die Möglichkeit bieten, sauberes Trinkwasser zu produzieren und Zugang zu drahtloser Internettechnologie und solarbetriebenen Ladegeräten zu erhalten. Zudem werden sie Produkte des täglichen Bedarfs, eine Apotheke, eine Ladestation für Mobiltelefone und einen  Internetzugang enthalten und als Anlaufstelle für Hygiene-Schulungen dienen. Im Rahmen des Projekt sollen Unternehmerinnen beschäftigt werden, die für den täglichen Betrieb der Einrichtung verantwortlich sind.

Der erste Prototyp eines EKOCENTERS wird in Heidelberg, Südafrika, getestet. Er besteht aus einem leuchtend roten, 6 x 2,5 m messenden Schiffscontainer, der mit einem ausgesprochen großen PV-Dach bedeckt ist, dessen Kollektorfläche das Vordach vergrößert, das auch gleichzeitig vor Sonne und Regen schützt. Ausführliche technische Angaben werden aber nicht mitgeteilt.

Der Container ist mit einer Slingshot-Wasseraufbereitungsanlage ausgestattet, die mittels Dampfkompressionsdestillation sauberes Trinkwasser erzeugt. Die vom Deka-Forschungs- und Entwicklungsleiter Dean Kamen (der auch den Segway erdacht hat) erfundene Slingshot-Technologie kann fast jede Art von Schmutzwasser, einschließlich Fluß- und Meerwasser, in sauberes Trinkwasser verwandeln. Dabei liefert jede Maschine etwa 850 Liter sauberes Trinkwasser pro Tag und verbraucht dabei weniger als 1 kWh Strom). Da der Wasserfilter Stirling-betrieben ist, findet sich im Kapitelteil Stirling-Motor mehr darüber (s.d.).

Im Juni 2016 wird auch in der Stadt Ruhunda in Ruanda ein EKOCENTER eröffnet. Damit sind bereits mehr als 100 Exemplare in sieben Ländern in Betrieb. Übergens ist Andreas Spiess des o.e. SolarKiosk der Betriebspartner von EKOCENTER in Ruanda und vier weiteren afrikanischen Ländern.

Außerdem wird zu Marketingzwecken bis 2017 ein Exemplar an 33 US-Universitäten im ganzen Land gezeigt, wobei der Höhepunkt der Veranstaltung ein 360°-Virtual-Reality-Blick auf das in Betrieb befindliche EKOCENTER in Ruhunda ist. Im April 2018 gibt es bereits mehr als 150 Installationen, vor allem in Kenia, Tansania, Ruanda, Äthiopien, Ghana und Vietnam, und es ist geplant, weltweit weiter zu expandieren.

Im Januar 2014 beginnt die Umsetzung des Projekts DigiTruck, eine Kooperation zwischen den gemeinnützigen Organisationen Close the Gap und Hoops of Hope sowie dem Technikunternehmen Arrow Electronics mit dem Bau des ersten Trucks. Ähnlich wie bei dem o.g. LaunchPad-Lernlabor hat das Projekt das Ziel, Kindern in abgelegenen Gebieten Afrikas digitale Bildung zukommen zu lassen.

Der DigiTruck selbst ist ein 12,2 m langer Schiffscontainer, der nun zu einem voll ausgestatteten digitalen Klassenzimmer umgebaut wird, der durch Solar-Module auf dem Dach betrieben wird. Da er zudem auf einem Anhänger montiert ist, ist er sowohl netzunabhängig als auch mobil. Darüber hinaus verfügt er über eine Isolierung zum Schutz vor Hitze, über Stahltüren und verriegelte Fensterläden zur Sicherheit sowie über LED-Beleuchtung. Der Truck bietet Platz für bis zu 18 Schüler und ist mit renovierter IT-Ausrüstung ausgestattet, darunter 20 Laptops, ein LED-Bildschirm, ein Drucker und zwei Router.

Der von einheimischen Arbeitern in Arusha, Tansania, gebaute Truck wird nun in dem von Neema International unterstützten Waisenhaus Tuleeni eingesetzt, das in dem abgelegenen Dorf Rau in der Kilimanjaro-Region des Landes liegt. Dort wird er einige verbringen, bevor er 2016 an seinen nächsten Standort weiterzieht. Wenn er weiterfährt, werden seine derzeitigen Laptops und IT-Geräte dem Waisenhaus gespendet und der Truck mit neuen Geräten für seine nächste Station ausgestattet.

Es ist geplant, eine Reihe weiterer DigiTrucks für den Einsatz in ganz Afrika zu bauen. Bei Bedarf kann das Fahrzeug auch zu einem mobilen Gesundheitszentrum, zu Schulungszwecken für die Gemeinde oder zu einem Internetcafé umgebaut werden.

Über ein weiteres ähnliches Bildungsprogramm mit dem Namen Solar Classroom in a Box wird im August 2015 berichtet. Die Arbeit daran begann zwei Jahre zuvor. In diesem Fall ist der Initiator die Londoner Firma Aleutia Computers, ein Hersteller von preisgünstigen Desktops und Servern, der es sich zur Aufgabe gemacht hat, Computer in alle Teile der Welt zu bringen. Als man dies im ländlichen Kenia tun will, wo es in den Dörfern keinen Strom gibt, existiert nur eine Quelle, um die Geräte zu betreiben - die Solarenergie.

Die Idee, Solarzellen auf dem Dach zu montieren, liegt nahe, aber in einigen Dörfern gibt es auch keine Schulen. Also hätten sie auch Schulen bauen müssen, deren Dächer die Installation von Solarzellen ermöglichen. Gebrauchte Schiffscontainer nachzurüsten erweist sich ebenso als nicht machbar, da diese über die ländlichen Straßen nicht ins Landesinnere transportiert werden können. Außerdem wäre vor Ort ein Kran erforderlich, um den Container vom Pritschenwagen zu entladen, und solche sind nur schwierig zu bekommen oder sehr teuer.

Die Lösung besteht aus einer Zusammenarbeit mit Designexperten der Edinburgh School of Architecture and Landscape und Architekten aus Nairobi, um eine kostengünstige, isolierte Struktur zu entwerfen, die sich leicht zusammenbauen und transportieren läßt. Dabei entscheidet man sich für lokal verfügbare Baumaterialien wie Wellblechdächer, Ziegelsteine und einen Stahlrahmen. Lokale Arbeiter benötigen zwei Tage, das Klassenzimmer aufzubauen, dann werden die Solarzellen auf dem Dach montiert, die Batterien angeschlossen und die Computer ausgepackt.

In jedem Klassenzimmer gibt es zehn Computer für die Schüler. Es gibt zwar kein Internet, aber auf dem Computer des Lehrers ist eine Schul-Version von Wikipedia mit 6.000 Offline-Artikeln vorinstalliert, die für die Verwendung im Unterricht kuratiert sind. Darüber hinaus kann jedes Klassenzimmer eine kleine Anzahl anderer elektronischer Geräte aufladen, wie z.B. Telefone.

Der Bau einer Solarbox kostet 10.000 $ und weitere 10.000 $ für die Computer. Der Aleutia Computers zufolge gibt es zu diesem Zeitpunkt bereits mehr als 180 (andere Quellen: 240) Solar Classrooms in a Box in zehn Entwicklungsländern in Afrika. Nun sollen in jedem der 47 Bezirke Kenias ein Solarklassenzimmer installiert werden. Die Firma wird allerdings im August 2022 geschlossen, so daß weitere Recherchen über den Projektfortgang nicht mehr möglich sind.

Einen ganz anders gearteten Einsatzbereich decken die solarbetriebenen Lebensmittelwagen ab, die im Sommer 2015 in New York aufgestellt werden sollen. Street Food ist ein berühmter Bestandteil der New Yorker Stadtkultur, aber viele der derzeitigen gasbefeuerten mobilen Imbißbuden sind nicht gerade umweltfreundlich.

Um die Luft- und Lärmbelästigung zu bekämpfen, kündigt das in Queens ansässige Unternehmen MOVE Systems im Mai an, im Rahmen eines Pilotprogramms zur Verringerung von Treibhausgasemissionen und Sicherheitsrisiken sowie für eine bessere und saubere Zubereitung von Lebensmitteln 500 ,grünen' Verkaufswagen zu verteilen. Die Wagen sollen nicht nur die Umweltverschmutzung verringern, sondern auch zur Verbesserung der Gesundheit der Verkäufer und derjenigen beitragen, die in der Nähe Geschäfte betreiben und sich über die Abgase beschweren.

Die als MRV100 Hybrids bezeichneten Wagen - da sie mit einer von Hybridautos übernommenen Technologie ausgestattet sind - sind etwa 1,5 m breit und 3 m lang und können für die Zubereitung einer Vielzahl von Speisen verwendet werden. Sie werden mit Solarpaneelen und wiederaufladbaren Batterien ausgestattet sein, zusätzlich zu Spülen, Kühlschränken und Grills.

Das Programm wird ausschließlich durch Spenden und private Partnerschaften finanziert, so daß MOVE die Wagen kostenlos zur Verfügung stellt. 100 der Wagen sind für behinderte Veteranen vorgesehen. Wie die verbleibenden 400 Wagen auf die über 3.000 zugelassenen Händler in New York verteilt werden sollen, ist noch nicht bekannt. Es ließ sich bislang auch nicht verifizieren, ob das Projekt umgesetzt wurde oder nicht.

Im August 2017 berichten die Fachblogs über das im Vorjahr gegründete italienische Start-Up Off Grid Box, das eine kompakte Lösung für Gemeinden entwickelt hat, die keinen Zugang zu sauberem Trinkwasser und Strom haben. Die gleichnamige Off Grid Box ist ein rund 2 x 2 x 2 m großer Containerwürfel, der alles enthält, was zur Erzeugung, Umwandlung und Speicherung von Solarenergie sowie zum Sammeln, Aufbereiten und Verteilen von sauberem Trinkwasser erforderlich ist.

Mit PV-Paneelen (3,36 kW - 8,16 kW) und kleinen Windrädern auf dem Dach, thermischen Sonnenkollektoren an der Seite, einer Wasseraufbereitung nebst einem 600 Liter (andere Quellen: 1.500 Liter) Speichertank im Inneren, sowie einem 5 kWh - 20 kWh Lithium LiFePO-Akku kann die Box abgelegenen Gemeinden sowohl mit netzunabhängiger Energie als auch mit leicht zugänglichem, gefiltertem Wasser versorgen.

Die OffGridBox kann nach Angaben des Unternehmens in drei Stunden installiert werden und bis zu 1.500 Personen pro Einheit versorgen. Das Basismodell ist mit zwölf Solarmodulen, einem Wechselrichter und einem Batteriespeicher ausgestattet. Es liefert genug Strom, um 300 Akkus aufzuladen, die jeweils zwei Handys aufladen sowie drei LED-Leuchten vier Stunden lang betreiben können.

Nach drei Jahren auf dem Markt sind bereits 28 Einheiten an Einzelpersonen und Organisationen verkauft, für jeweils 15.000 $ und mehr, was in bestimmten Teilen der Welt nur schwer aufzubringen ist. Die Hälfte der Einheiten ging an gemeinnützige Organisationen in Madagaskar, Nigeria, Ruanda, Kolumbien und anderswo; die andere Hälfte an „coole Typen, die ein Wohnmobil mitten im Nirgendwo haben und grün und resilent sein wollen“. Und eine Einheit, die an der Küste der philippinischen Insel Bantayan stand, war 2014 von einem Taifun in den Pazifischen Ozean gespült worden.

In Ruanda, wo das Unternehmen aktuell plant, die Einheiten in 18 Dörfern zu installieren, wird zudem ein neues Modell getestet, bei dem die Endnutzer eine geringe Gebühr für die Nutzung der Station zahlen. Eine vierköpfige Familie würde 12 US-Cent pro Tag für Wasser zahlen, während die Solarstrom-Akkus vom Unternehmen subventioniert werden.

Später entwickelt die Firma noch eine Version OffGridBox Mini, die Wasser für Hygiene, Trinken und Kochen sowie Energie für Laptops, Telefone, Werkzeuge und Beleuchtung liefern kann und bei Naturkatastrophen zum Einsatz kommen soll.

Eine vertiefende Recherche würde sicherlich noch diverse weitere Projekte finden, bei denen Solar-Container zum Einsatz kommen. Um das Thema abzuschließen, sei hier noch auf ein stationäres Projekt aus dem Jahr 2024 verwiesen, das eine nachhaltige Energieversorgung sowie bakterien- und virenfreies Wasser für ländliche und abgelegene Gesundheitseinrichtungen in Afrika ermöglicht.

Nach zweieinhalb Jahren Entwicklungszeit kann das Sedogo-Hospital in Léo in Burkina Faso im Juni zwei solarbetriebene Container in Betrieb nehmen, die den Krankenhausbetrieb netzunabhängig mit Kühlung, Dampf und Wasseraufbereitung unterstützen. Auf den Dächern der 40-Fuß-Container ist eine PV-Anlage mit 60 kW Leistung installiert, die als Energiequelle für diverse Prozesse dient.

Einer der Container ist gut gedämmt, in ihm wird Eis erzeugt, das zur Kühlung dient. Der Container dient zudem als Kühllager – bei bis zu -70°C können jetzt Impfstoffe gelagert werden. Auch für die häufiger notwendige Kühltemperatur von -5°C oder -30°C, z.B. für Medikamente und Blutplasma, ist im Kühlcontainer ausreichend Platz.

Im zweiten Container erzeugt ein Dampferzeuger – untergebracht in einem gut isolierten Metallblock – 400°C heißen Wasserdampf und dient gleichzeitig als thermischer Speicher. Über isolierte Rohre gelangt der Dampf ins Krankenhaus, wo er zum Kochen in der Großküche, für die Wäscherei, aber auch zum Sterilisieren von medizinischen Geräten zur Verfügung steht. Außerdem wird im Wärme-Container Trinkwasser aufbereitet und entmineralisiertes Wasser für medizinische Zwecke hergestellt – hauptsächlich in den Sonnenstunden, wenn die PV-Anlage gute Erträge bringt. Und für Entsalzungsanlage, Tanks und Filter ist auch noch Platz.

Auf dem Krankenhausgelände sind zudem mehrere kleine solarthermische Anlagen installiert, die warmes Brauchwasser bereitstellen, beispielsweise zum Duschen. Und zwei solarthermische Scheffler-Reflektoren versorgen die Küche des Krankenhauses mit Wärme zum Kochen.

In dem dahinter stehenden Forschungsprojekt Sustainable Off-grid solutions for Pharmacies and Hospitals in Africa (SophiA) arbeiten 13 Partner aus Europa und Afrika zusammen. Koordiniert wird es vom Institut für Kälte-, Klima- und Umwelttechnik an der Hochschule Karlsruhe.

Das Projekt in Burkina Faso das erste von vier Demo-Projekten, die anderen sind in in Kamerun, Uganda und Malawi geplant. Die Container-Lösung soll als Nachrüstung für bestehende Krankenhäuser dienen, von denen viele keine oder keine stabile Stromversorgung haben und deshalb auf Dieselgeneratoren angewiesen sind oder auf bestimmte medizinische Angebote verzichten müssen.

Und natürlich werden auch in diesem Jahr neue Solarbäume (und -blumen) vorgestellt, wie im März das Design Urban Crash, einem Ergebnis des zwischen 2007 und 2013 alle zwei Jahre veranstalteten Wettbewerbs Trimo Urban Crash, bei dem Studenten aufgefordert sind, besondere modulare Raumlösungen aus Trimo-Produkten zu entwerfen. Die slowenische Firma Trimo d.o.o. ist ein Spezialist für stahlbasierte Fassadensysteme in der Gebäudehülle.

Im Jahr 2011 lautet die Wettbewerbsaufgabe ,Life Stand’, eine Art Tribüne zur Verfolgung von Spielen oder Veranstaltungen, die in Nove Fužine, einem Wohnviertel in Ljubljana, aufgestellt werden soll. Die Gewinner werden hier nicht genannt, da ihre recht aufwendigen Lösungen keine PV-Paneele beinhalten.

Das Design Urban Crash, dessen Urheber sich bislang nicht herausfinden ließ, bietet hingegen mit seiner Solarstruktur in der Mitte, die sowohl als Energiezentrale als auch als kühles Dach dient, einen schattigen Gemeinschaftsraum am Tage ebenso wie einen Ort, in dem man abends Partys feiern kann. Das Solardach, das sich in der Mitte der Bühne befindet, verfügt über PV-Zellen, die in eine Glasstruktur eingebettet sind. Nähere technische Details gibt es aber nicht.

Der erzeugte Strom wird in Batterien gespeichert und kann entweder für Soundeffekte während einer Party oder zur Versorgung der in das Glasdach eingelassenen LED-Leuchten während der Nacht verwendet werden. So wirkt die Bühne bei spätabendlichen Partys wie ein Sternenhimmel, an dem dank des tagsüber gespeicherten Solarstroms verschiedene helle LEDs funkeln.

Tatsächlich existent ist inzwischen ein eher minimalistischer, aber völlig autarker Solarbaum namens Urban Tree, der im Oktober des Vorjahres einer der Finalisten des Designwettbewerbs Plan Solar de Navarra wurde, den die Vereinigung des Solarclusters in Nevarre organisiert hatte, die aus zwölf Unternehmen für erneuerbare Energien besteht und solarenergiebasiertes Design fördert. Die Grundidee war, eine urbane Struktur für die Stadt zu schaffen, die Solarenergie nutzt, autark ist und multifunktional ist.

Das von dem spanischen Designer und Architekten Xabier Perez de Arenaza entworfene baumförmige Gebilde fungiert - gespeist durch Solarenergie - unter anderem als Verkehrssignal, Straßenbeleuchtung, Temperaturanzeige und auch als Uhr.

Die dem Sonnenlicht zugewandten Solarzellen erzeugen als Blätter des Baumes Strom, der Stamm speichert den erzeugten Strom, und die Zweige übernehmen bestimmte Aufgaben wie Signalisierung, Temperatur- und Zeitanzeige sowie Beleuchtung in der Nacht. Es ist allerdings erschreckend, wie sehr sich die Umsetzung von dem ursprünglichen Design unterscheidet.

Im Februar 2012 folgt ein verbessertes Konzept namens Urban Photovoltaic Tree (o. UTree, uTree), bei der sowohl das Design als auch die Funktionen modernisiert sind. Auch diese urbane Skulptur soll als Stromquelle für Verkehrsampeln, öffentliche Beleuchtungssysteme, öffentliche Verkehrsmittel und anderes verwendet werden.

Der UTree hat die Form eines Baumes mit breiten, flachen Blättern, in die Solarpaneele integriert sind. Die Blätter sind mit einem Rotationsmotor ausgestattet, der dafür sorgt, daß sie immer der Sonne zugewandt sind, um die Energieerzeugung zu optimieren. Dabei hat jedes Blatt 77 Zellen, von denen jede pro Tag über 2,5 Wh Strom erzeugt. Der Designer schätzt , daß der einzelne UTree etwa 5.058 KWh pro Jahr erzeugen kann.

Das Konzept ist relativ praktisch, da die Bäume sich leicht auf- und abbauen lassen, an fast jedem Ort installiert werden können, wie auf Gehwegen, Straßen, in Parks und auf Dächern, und nicht mehr als ein paar Zentimeter Bodenfläche benötigen. Zudem ist nach der Installation nur noch ein Minimum an Wartung erforderlich.

Auch im vorliegenden Fall werde ich an dieser Stelle die Solarbäume und -blumen der Folgejahre zusammengefaßt präsentieren, um das Thema dann abzuschließen:

Auf der Mailänder Designwoche 2012 im April stellt der japanische Architekt Prof. Akihisa Hirata sein Solar-Ökosystem Photosynthesis vor, eine Kunstinstallation, die im Vergleich zu den bisherigen Bäumen teilweise eher wie ,Gestrüpp’ aussieht.

Das künstliche solarbetriebene Miniatur-Energiesystems wird im Auftrag der Firma Panasonic aus bestehenden Produkten und Prototypen der Unterhaltungselektronik geschaffen. Dabei nutzt und besteht Photosynthesis aus acht Komponenten, die in die Kategorien ,create’, ,store’ und ,save’ unterteilt sind.

Das Highlight der Panasonic-Installation - und Teil der interaktiven und experimentellen Ausstellung Interti Legacy in den Interni Pavilions der Università degli studi di milano (UniMi) - ist eine große, schwebende Struktur aus Solarpaneelen in der Mitte des Innenhofs, die unseren technologischen Bedarf an Sonne mit dem Prozeß der Photosynthese einer Pflanze vergleicht.

Die Photovoltaikmodule-Blätter sammeln das Sonnenlicht, ähnlich wie die Blätter einer Pflanze, die dann fruchtförmige Batterien und blumenförmige Leuchten im gesamten Außenbereich aktivieren. Zu den Komponenten von ,save’  gehören mehrere LED-Lampen, ein OLED-Paneel und ein ultradünnes Beleuchtungsmodul. Als Auszeichnung gibt es für Hirata u.a. den Elite Design Award.

Zu den Solarbaum-Tischmodellen in Miniaturformat, die als Handy-Ladegeräte angepriesen werden, gehört auch der im Juli 2012 gezeigte USB Solar Charger Tree von dem Elektronik-Anbieter Brando, der eigentlich einen Preis für häßliches Design erhalten sollte.

Das Teil wird zur Selbstmontage verkauft, bei der man nur ein paar Drähte anschließen, die Äste des Baums einsetzen und die neun Solarzellen anbringen muß, um das eigene Smartphone laden zu können. Das Produkt ist mit einem 3.000 mAh Akku ausgestattet, der über die Solarzellen oder über Netzstrom aufgeladen werden kann, und liefert eine Ladeleistung von 5 V/1.000 mA.

Der Minibaum wird mit einer Vielzahl von Adapteraufsätzen für für die unterschiedlichsten Mobiltelefone geliefert, von Nokia bis Samsung. Dazu kommen Mini USB- und Micro USB-Buchsen. Der Preis liegt bei 55 $.

Bei einer weiteren Version von XDDesign hat der nun Solar Suntree genannte Baum einen dreiteiligen, handgefertigten Bambusstamm, der schon wesentlich besser aussieht. Dieses Modell  besitzt einen 1.350 mAh Lithium-Akku.

Der im holländischen Nijmegen (Nimwegen) lebende, deutsche Künstler Andreas Hetfeld schließt nach mehr als vierjähriger Vorarbeit Mitte 2012 einen Auftrag des Nijmegen Solar Power Teams und der Stadt Nijmegen ab, ein neues Symbol zu schaffen, das für den Einklang von Natur und Technik steht. Das Resultat ist der Sonnenbaum (o. Zonneboom) aus rostfreiem Stahl und Aluminium, der einer Sonnenblume nachempfunden ist und nun auf dem Vorplatz des technischen Ausbildungs- und Studienzentrums Technovium in Nimwegen aufgestellt wird.

Wie eine echte Sonnenblume richtet die über 12 m hohe kinetische Skulptur ihren Blütenkelch ständig nach der Sonne aus -  dank eines Maximum Light Detection (MLD)-Nachführsystems der Firma DEGERenergie aus Ofterdingen. Der Blütenkelch selbst ist mit 97 Solarpaneelen bestückt und hat einen Durchmesser von 6 m. Ab Windstärke 5 richtet das System den Kelch automatisch in die Waagrechte aus.

Mit dem erzeugten Strom wird das Kunstwerk nachts mit LED-Lampen in Szene gesetzt. Außerdem gibt es in der Eingangshalle des Studienzentrums einen Bildschirm, der den Energiegewinn der Solarzellen permanent sichtbar macht. Überschüssige Energie wird ins öffentliche Netz eingespeist. Die offizielle Enthüllung findet im Juni statt.

Im März 2013 bekommt eine Struktur namens Lotus Mobile viel Presse, die der Solarinnovator Prof. Joseph Hui (o. Solar Man) auf dem Arizona Solar Innovation Event im State Capitol vorstellt. Sie ist so leicht, daß der Erfinder sie an seinem Tesla Roadster anbringen und zum Aufladen des Fahrzeugs verwenden konnte.

Hui ist Gründer des zwei Jahre zuvor gegründeten Forschungs-, Entwicklungs- und Produktunternehmen Monarch Power Corp. in Scottsdale, Arizona, und sein Motiv für die Innovation basiert darauf, daß nach Angaben des US-Energieministeriums etwa die Hälfte der Kosten einer typischen Solaranlage auf die Installation und den Netzanschluß sowie auf behördliche Dinge wie Bebauungspläne, Genehmigungen und Inspektionen entfallen. Er plädiert deshalb dafür, das Lotus Mobile als Schattendach wie jede andere nicht- oder semi-permanente Gartenüberdachung zu behandeln, wodurch zumindest einige dieser Probleme umgangen werden können.

Bei dem Lotus Mobile handelt sich um ein leichte, an einem Mast montierte Solarblume, deren 18 ausfaltbare Solarmodule in einer von Lotusblumen inspirierten Abfolge angeordnet sind. Sie lassen sich nachts zusammenfalten, für den Transport oder um die Module vor schlechtem Wetter und starkem Wind zu schützen. Durch den Einsatz hocheffizienter konzentrierende Solarzellen und einem Trackingsystem, das der Sonne auf zwei Achsen folgt, wird der Energieertrag um 30 % gesteigert, verglichen mit Standard-Solarzellen auf dem Dach.

Das Lotus Mobile ist als netzunabhängiges Gerät konzipiert, produziert 1,1 kW Strom, und sein geringes Gewicht durch die Verwendung von Kunststoff und Aluminium trägt zur Senkung der Installationskosten bei. Zu den Optionen gehören ein Batterie- und Solarstrom-Managementsystem oder die Hinzufügung von vier Mikro-Wechselrichtern für einen 120 V Wechselstrom-Ausgang. Genauere technische Spezifikationen werden nicht bekannt gegeben, doch das System soll nun in den Verkauf gehen, zu einem Preis von etwa 3.000 $.

Ein beträchtlich größeres Modell namens Lotus Mobile Max, das rund 8.000 $ kosten soll, erzeugt eine Leistung von 2,4 KW und liefert etwa 6 MWh Strom pro Jahr. Hier gehören zu den Optionen ein netzgekoppelter Wechselrichter oder sechs Mikro-Wechselrichter für einen 120 oder 240 V Wechselstrom-Ausgang.

Gleichzeitig startet die MPower Foundation, der wohltätige Zweig der Monarch Power, über das Portal indiegogo.com eine Crowdfunding-Kampagne mit einem Zielbetrag von 100.000 $, von dem aber nur knapp ein Zehntel erreicht wird. Die Mittel sollten eigentlich für den Erwerb der Solarmodul-Fabrik von SunTech Power Holding Co. Ltd. in Arizona verwendet werden, um die Arbeitsplätze zu retten, die durch den Konkurs der Firma verlorengingen, und um dort Lotus Mobiles für afrikanische Massai- oder amerikanische Ureinwohnergemeinschaften herzustellen.

Im Juni 2015 schlägt auch eine Kickstarter-Kampagne mit einem Zielbetrag von 20.000 $ fehl, als diesmal nur 1.111 $ zusammenkommen. Monarch Power wollte das Lotus Mobile nun zu einem Einführungspreis von 3.999 $ verkaufen, wobei die ersten 50 Teilnehmer es für nur 3.199 $ erhalten und die Bestellungen im vierten Quartal dieses Jahres ausgeliefert werden sollten. Tatsächlich läßt sich aber nichts darüber finden, daß dies tatsächlich geschehen ist. Auch ein behaupteter Verkauf an  die Nationalgarde Arizonas ließ sich nicht belegen.

Im Juni 2013 eröffnen nach fünf Jahren Entwicklungszeit die Gewächshäuser in den Gardens by the Bay in Singapur, die mit einer Fläche von 16.500 m² als die größten klimatisierten Gewächshäuser der Welt gelten. Sie sind so konzipiert, daß sie den Energieverbrauch um durchschnittlich 30 % senken, im Vergleich zu herkömmlichen Kühlmethoden, und sie nutzen Schnittgutabfälle als Quelle für Biokraftstoff. Ihre ausführliche Beschreibung erfolgt in der Solarhäuser-Jahresübersicht 2013.

Ihre Erwähnung an dieser Stelle verdanken sie den 18 nahegelegenen, 25 - 50 m hohen solarbetriebenen Supertrees, deren Kronen an umgedrehte Regenschirme erinnern und die als vertikale Gärten mit Entlüftungsöffnungen fungieren. 162.900 tropische Pflanzen aus über 200 Arten und Sorten von Bromelien, Orchideen, Farnen und tropischen Blütenpflanzen, die in Südostasien beheimatet sind, klettern an diesen Türmen empor und sorgen für Farbtupfer und Textur. Zudem helfen die von dem britischen Büro Grant Associates in Zusammenarbeit mit den Bauingenieuren von Atelier One entworfenen bunten Stahlbäume bei der Temperaturregulierung und sammeln Regenwasser.

Von dem Restaurant auf dem höchsten Supertree, er ist so hoch wie ein 16-stöckiges Gebäude, hat man einen atemberaubenden Blick auf die Marina Bay aus der Vogelperspektive. Außerdem gibt es einen 128 m langen, luftigen Erlebnispfad, der mehrere Bäume in 22 m Höhe miteinander verbindet.

Das Wesentliche ist jedoch, daß sieben (andere Quellen: elf) Exemplare der Supertrees, die tagsüber Schatten spenden und nachts für eine berauschende Licht- und Musikshow sorgen, und die als eine der weltweit bekanntesten Gruppe von künstlichen Solarbäumen gelten, mit PV-Anlagen ausgestattet sind, die den gesamten Komplex mit Strom versorgen. Diese Solarmodule erzeugen durchschnittlich mehr als 67.000 kWh Strom pro Jahr.

Die niederländische Rucksack-Firma XD Design startet im August 2013 eine Kickstarter-Kampagne, bei der sogar etwas mehr als der Zielbetrag von 20.000 £ zusammenkommt, um ihr Ginkgo Solar Tree genanntes Solarbäumchen in Produktion zu nehmen.

Der 22 cm hohe Ginkgo wird aus recyceltem Kunststoff und Bambus hergestellt und hat im Inneren eine wiederaufladbare 4.000 mAh Li-Poly-Batterie, um die von den drei PV-Blättern eingefangene Solarenergie abzuspeichern und die vorhandene Ladekapazität an kleinen LED Lämpchen im Sockel anzuzeigen. Zum Transport lassen sich die Solarmodule übereinander drehen, aufgefächert erreichen sie einen Durchmesser von 19,5 cm. Ein USB-Ladeanschluß auf der Rückseite des Aluminiumsockels ermöglicht die Verbindung mit dem Mobiltelefon, Tablet oder anderen Geräten.

Der Versand erfolgt im März 2014, und später ist der Ginkgo über Online-Shops zu einem Preis von rund 63 € beziehbar - aber nicht bei XD Design, wo er nicht einmal mehr auf der Firmenhomepage erwähnt wird.

Im März 2014 erscheint in den Blogs das Design von Samuel Wilkinson aus London, der sich die Akazie, die überall auf dem afrikanischen Kontinent zu finden ist und wilden Tieren in der Savanne Schatten spendet, zum Vorbild genommen hat, um einen attraktiven Unterschlupf zu entwerfen, der saubere Energie erzeugt und ein inspirierender Treffpunkt für Stadtbewohner ist.

Die Natursolarunterkünfte namens Nature sind hybride Akazien-,Bäume’ mit breiten und flachen Baumkronen, die Strom und Schatten spenden. Das Projekt befindet sich derzeit in der Entwicklung und soll in Zusammenarbeit mit dem spanischen Outdoor-Unternehmen Urban Square produziert werden.

Tatsächlich umgesetzt wird das Design allerdings erst im September 202 1 in Form eines 7 m breiten Solarunterstands namens Ecacia, der den Boden nur minimal berührt, aber dennoch große Mengen an Sonnenenergie auffangen kann. Die Prototypen werden in Zusammenarbeit mit dem US-amerikanischen Start-Up Solar Forma fertiggestellt, das beabsichtigt, das Produkt so weiterzuentwickeln, daß es ein aktives Kühlsystem mit Vernebelung enthält, das zusätzliche Abhilfe bei extremer Hitze schafft.

Der Stamm besteht aus einem Stahlrahmen mit Aluminiumverkleidung und kann entweder 5,2 m oder 6,7 m hoch sein. Er trägt ein facettiertes Solardach mit einer Unterseite aus Holzlatten in welches 708 monokristalline Silizium-Solarpaneele eingebettet sind. Die erzeugte Energie kann genutzt werden, um nahe gelegene öffentliche Einrichtungen oder Kioske mit Strom zu versorgen oder um Elektrofahrzeuge und Fahrräder aufzuladen. Alternativ kann der Ecacia auch an das Stromnetz angeschlossen werden.

Der Unterstand, dessen Installation nur einen Tag dauert, und der Winden von bis zu 160 km/h standhält, ist vier programmierbare LED-Lampen ausgestattet, die in den sich teilenden Ästen verborgen sind und nach oben in das Holzdach leuchten. Ecacia wird als ein Instrument zur Gestaltung von Plätzen bezeichnet, das als einzelnes Mittelstück oder in einer Reihe zur Schaffung autonomer öffentlicher Bereiche eingesetzt werden kann, in denen sich Menschen an warmen Sommertagen im Schatten versammeln können. Über weitere Umsetzungsschritte läßt sich aber nichts finden.

Ein weiterer Solarbaum, diesmal aus Israel, wird im Oktober 2014 in den Blogs gezeigt, als das  erste Exemplar im Naturpark Ramat Hanadiv im Norden des Landes,gepflanzt' wird.

Der von dem Künstler Yoav Ben Dov entworfene und dem in Binyamina beheimateten französisch-israelischen Unternehmen für erneuerbare Energien Sologic Systems entwickelte eTree bietet einen Ort im öffentlichen Raum, an dem man sich ausruhen, ins Internet gehen und seine Geräte aufladen kann. Der eTree soll aber auch als als ökologische Skulptur Umweltbewußtsein und Nachhaltigkeit fördern und eine Verbindung zwischen der Gemeinschaft und der Umwelt zu schaffen.

Und genau wie seine Vorgänger nutzt der etwa 4,5 m hohe und 1.250 kg schwere künstliche Baum PV-Paneele, die an den Ästen angebracht sind, um Strom aus der Sonne zu erzeugen. Mit diesem Strom speist er die nächtliche Beleuchtung und versorgt USB-Ladestationen für mobile Geräte, kostenloses WLAN für die Umgebung, einen LCD-Bildschirm mit Informationen, z.B. über die vom Baum erzeugte Strommenge. Außerdem bietet der Baum mit regenerativer Energie gekühltes Wasser sowie einen Trinkbrunnen für Tiere.

Es gibt drei eTree-Modelle, vom einfachen Zwei-Blatt-Baum namens Hadar mit zwei Paneelen und 400 W, bis zum größeren Deluxe-Baum mit sieben Solar-Blättern, 1,5 kW und mehreren Docking-Stationen für Ladegeräte, wie das installierte erste Exemplar, das schätzungsweise 100.000 $ kostete.

Nachdem bereits Bäume in verschiedenen Städten Israels und sogar in den USA gepflanzt wurden, wird im Mai 2017 im französischen Nevers der erste eTree in Europa eingeweiht, und auch Kasachstan soll demnächst einen Solarbaum bekommen, ebenso wie Berlin. Die Firma hat zu diesem Zeitpunkt etwa 500 Anfragen weltweit von potentiellen Kunden. Es lassen sich aber keine weiteren Installationen belegen - und die Firma ist inzwischen nicht mehr existent.

Einen Solarbaum, der wie ein stark abstrahierter Tannenbaum aussieht, bietet die Firma PentaSolar GmbH i.G. aus Saarbrücken als praktikable Lösung für den Hausgebrauch zu einem Preis von 2.500 € an - vermutlich an 2014. Tagsüber läßt er PV-Module erkennen und nachts, besonders zur Weihnachtszeit, verwandelt er sich in eine beleuchtete Skulptur, sofern die Hauptachsen des Solarbaumes mit den optionalen LEDs ausgestattet sind.

Dies liegt an dem kurzen Stamm und den fünf dreieckigen PV-Modulen, die kegelförmig um die Hauptachse angeordnet sind. Sie laufen spitz nach oben zu, haben eine Kantenlänge von 100 cm und eine Höhe von 167 cm. Die Gesamthöhe des Solarbaums beträgt 2,2 m und ist damit etwas größer als die meisten Weihnachtsbäume. Mit seiner Nennleistung von 0,5 kW können damit in Deutschland je nach Standort jährlich 350 – 450 kWh Solarstrom erzielt werden.

Der tannenförmige Aufbau führt dazu, daß der Solarbaum SB-500/30° über eine Ausrichtung von 360° verfügt und auch in den Morgen- und Abendstunden Sonnenenergie liefert, die direkt im Haushalt verbraucht und nicht eingespeist wird - im Gegensatz zu den regulären, auf dem Dach aufgestellten PV-Anlagen, die vor allem in den Mittagsstunden Strom erzeugen. Dies geschieht, indem jedes Modul durch einen eigenen Wechselrichter gesteuert wird, so daß aus unterschiedlichen Einstrahlungen auf die fünf Modulflächen keine Drosseleffekte auf das Gesamtsystem resultieren.

Der Aufbau ist einfach, da das komplett vorinstallierte System bereits alle Komponenten wie Module, Wechselrichter und Verkabelung enthält und nur noch auf einem Fundament montiert und an die Hauselektrik angeschlossen werden muß. Über tatsächliche Verkäufe des gewöhnungsbedürftigen Systems läßt sich aber nichts finden.

Als mindestens genauso häßlich wie den obigen USB Solar Charger Tree betrachte ich den Mini-Solarbaum, den Wissenschaftler des VTT Technical Research Center Ltd. in Finnland im Februar 2015 vorstellen. Das VTT ist eine multitechnologische Organisation für angewandte Forschung, die dem finnischen Ministerium für Arbeit und Wirtschaft untersteht und die größte Organisation ihrer Art in Nordeuropa ist. Interessant ist allerdings die Technologie, die hinter dem Konstrukt steht.

Der Baum, der aus vom VTT entwickelten Biomaterialien auf Holzbasis 3D-gedruckt ist, gewinnt Energie aus Innen- und Außenlicht und wandelt diese in Strom für kleine elektronische Geräte wie Handys, Luftbefeuchter, Thermometer und LED-Glühbirnen um. Hierfür ist er mit mehreren flexiblen, gemusterten Solarzellen-Blättern ausgestattet, die ebenfalls in einem von VTT entwickelten Verfahren 3D-gedruckt werden. Je mehr Paneele man anbringt, desto mehr Energie kann der Baum ernten.

Außerdem ist jedes Blatt mit einem eigenen Multi-Power-Converter ausgestattet, der nicht nur Licht in Strom umwandelt, sondern auch aus Temperaturunterschieden und Vibrationen Energie gewinnt, wie sie beispielsweise durch Wind verursacht werden. Diese Technologien werden ausführlich im Kapitel Miro Energy Harvesting behandelt.

Die Herstellung von Baum und Blättern wird durch ein neues Massenproduktionsverfahren ermöglicht, das es Designern erlaubt, funktionelle Objekte aus organischen Photovoltaik-Solarpaneelen herzustellen, Die ultradünnen Paneele sind 0,2 mm dick und enthalten Elektroden und Polymerschichten. Eine Anordnung von 200 Blättern erzeugt 3,2 A Strom und 10,4 W Leistung, wenn sie im Freien in einem sonnigen Klima aufgestellt wird.

Technisch sehr ähnlich aufgebaut wie das o.e. Modell Lotus Mobile ist ein SmartFlower POP genannter blumenförmiger Photovoltaik-Generator, dessen Einführung der französische Solarmodulehersteller EDF ENR Solar im März 2015 ankündigt. Hergestellt wird der Solargenerator von der SmartFlower Solar GmbH in Österreich, doch angeboten wird er vorerst ausschließlich in Frankreich, wo er in den klimatischen Bedingungen von Lyon 3.400 - 4.000 kWh pro Jahr produzieren soll.

Das neue System, das auf dem Boden montiert wird, gibt es in zwei Varianten: Die seit 2010 angebotene Variante SmartFlower kann ihre Solarblütenblätter vollständig in einem dafür vorgesehenen Gehäuse verschwinden lassen. Die neue 3,2 kW Variante SmartFlower POP hat hingegen einen fest verankerten Zentralfuß und eine Verkleidung, deren Farbe der Kunde frei wählen kann. Mit dem Sonnenaufgang setzt sich der hochentwickelte Solargenerator automatisch in Bewegung und folgt dank einer horizontalen und vertikalen Doppelachse wie eine Sonnenblume dem Pfad der Sonne. Bei Sonnenuntergang schließt sich die Blüte automatisch.

Die Blume verfügt über 18 Blütenblätter mit jeweils 40 Solarzellen und erreicht nach vollständiger Entfaltung eine Fläche von 18 m². Die Stromproduktion kann über ein Monitoring-System online überprüft werden. Bei starkem Wind > 53 km/h wird die Sicherheitsschließung der SmartFlower ausgelöst. Das Gerät ist außerdem mit einem Selbstreinigungssystem für die Blätter ausgestattet, das jeden Tag bei Sonnenaufgang aktiviert wird. Zur Maximierung des Eigenverbrauchs gibt es zudem ein Steuersystem zur elektrischen Wassererwärmung, die bei völliger Auslastung des Generators angeschaltet wird.

Ein vormontierter Wechselrichter befindet sich in der Verkleidung, und dank der Plug & Play-Konnektivität stehen den Kunden schlüsselfertige und einfach zu bedienende Generatoren zur Verfügung, die nur an das Stromnetz des Gebäudes angeschlossen werden müssen und ohne die Installation sonstiger Vorrichtungen sofort funktionsfähig sind. Und bei einem Umzug kann die Blume einfach herausgezogen und mitgenommen werden.

Im Jahr 2018 wird die SmartFlower von der Firma Energy Management Inc. (EMI) aus Boston übernommen. Ab diesem Zeitpunkt sind diverse Verkäufe dokumentiert - in Chile, Dänemark, Großbritannien, Italien, Spanien, Taiwan, den USA und anderswo. Im Februar 2021 wird berichtet, daß nun auch die Joint Base San Antonio in Texas zwei Exemplare der blumenförmigen Solaranlagen in Betrieb genommen habe.

Im April 2015 wird im Zabeel Park in Dubai die erste Smart-Palm installiert, ein von dem lokalen Start-Up D-Idea Media (o. Didea Media) geschaffener Ort, wo man sich nach einem Städte-Trip ausruhen, das Smartphone laden, kostenlos im Netz surfen und sich via Touchscreen weiter informieren kann. Die Energie dafür liefern die mit effizienten Solar-Paneelen ausgestatteten Palmenblätter. Im Juni wird eine weitere Palme am Strand in der Nähe des Burj Al Arab eingeweiht, später eine dritte am Kongreßzentrum des Dubai World Trade Centre.

Die 6,50 m hohen Solar-Palmen sind mit 13,8 m² monokristallinen Solarzellen mit einem Wirkungsgrad von 21 %  auf den Blättern ausgestattet und erinnern vom Prinzip her an die o.e. eTrees von Sologic, verfügen jedoch über mehr Features. Neben acht Ladeports bildet jede einzelne Palme einen Wifi-Hotspot mit einem Radius von 100 m. Im Stamm integrierte Touchscreens und Displays informieren über aktuelle Tagesereignisse, Politik, Wirtschaft, das Wetter und mehr. Zudem dienen sie als Orientierungshilfe in der Stadt.

Es gibt Selfie-Kameras, die es ermöglichen Bilder von sich und der futuristischen Palme anzufertigen, und zum Schutz der Nutzer ist sie mit einer 360°-Infrarotkamera ausgestattet und wird rund um die Uhr überwacht. Auch kann man jederzeit einen Notruf-Knopf betätigen. Und letztlich bietet jede Palme Sitzgelegenheiten und Schatten - und leuchtet im Dunkeln mit der tagsüber gespeicherten Solarenergie.

In den ersten vier Monaten der Nutzung der Smart Palms werden über 2.100 Geräte aufgeladen und mit den integrierten Kameras etwa 2.000 Selfies aufgenommen.

Eigentlich will die D-Idea Media nun das Projekt einer Serienproduktion der Smart Palms mittels 3D-Druck aus faserverstärktem Kunststoff angehen, um in Dubai in naher Zukunft 103 weitere stromproduzierende Palmen zu errichten, denn die Stadt plant, die Palmen an jedem Strand in den Gemeinden Al Mamzar, Jumeirah und Umm Suqeim aufzustellen. Darüber hinaus entwickelt die Firma u.a. ein Smart Power Pole genanntes System mit Solarpaneelen und einem kleinen Darrieus-Rotor, sowie einen solarbetriebenen Smart Changing Room für den Strand.

In den Jahren 2018 und 2019 tourt das Unternehmen mit einer mobilen Smart Palm, doch trotz dieser Anfangserfolge und der Unterstützung durch die Stadtverwaltung von Dubai lassen sich keine weitere Installationen nachweisen - und die D-Idea Media gibt es inzwischen auch nicht mehr. Dafür werden die Smart-Palms später von der kroatischen Firma Solvis (s.u.) angeboten.

Ebenfalls im April 2015 - und sehr passend - stellen die Schweizer Künstler Drzach & Suchy aus Basel ein umweltfreundliches Design vor, um einen Hauch der Tropen in ihre kühle Heimat zu bringen. Der Prototyp ihrer Musa Lampyris genannten Solarpalme verbindet den ikonischen Baum wärmerer Gegenden mit der Solarenergie und leuchtendem Stoff - und kann so jede Straße der Welt in ein malerisches Umfeld verwandeln. Das schweizerische Designbüro ist uns bereits bei den piksol genannten solaren Gebäudefassaden des Jahres 2010 begegnet.

Die nun gezeigte autarke Solarpalme für den Innen- und Außenbereich sieht aus wie eine normale, natürliche Palme, ist aber gleichzeitig eine selbstversorgende Lampe. Tagsüber sammelt sie über die Oberseite ihrer erdig-grünen Photovoltaik-Blätter Sonnenenergie und speichert diese in einem in ihrer Basis installierten Akkumulator. Nach Einbruch der Dunkelheit wird die gesammelte Energie genutzt, um den unteren Teil der Blätter mit Strom zu versorgen und so für eine lebendige, helle Beleuchtung zu sorgen. Über einen integrierten USB-Anschluß kann die Energie auch zum Aufladen mobiler Geräte verwendet werden.

Der obere Teil jedes Blattes besteht aus mehreren DSSC-basierten Solarmodulen, die so konstruiert sind, daß sie mit Teilschatten und suboptimalen Sonnenwinkeln zurechtkommen. Zusätzlich sind die Module mit einem speziellen Grünfilter bedeckt, um ein naturnahes Aussehen zu erzielen, ohne die Energiegewinnung zu beeinträchtigen. Der untere Teil jedes Blattes besteht aus einem einzelnen Blatt eines lumineszierenden Stoffes, der mit natürlich aussehenden Mustern verziert ist, die beliebig angepaßt werden können, um das Aussehen der jeweils gewünschten Palme zu imitieren.

In der blassen Schweizer Sonne kann jeder Baum bis zu fünf Stunden lang leuchten, aber das Duo arbeitet weiter an der Helligkeit, der Dichte der Paneele und neuen Photovoltaikzellen, um so viel Licht wie möglich aus den futuristischen Wedeln zu holen - und geht sogar so weit, gleich mehrere Palmenarten entwerfen.

Um sowohl das natürliche Aussehen als auch die hohe Effizienz der Oberflächen von Musa lampyris zu erhalten, arbeiten die Designer bereits seit 2013 wir mit dem Hersteller von Präzisionsgeweben Sefar und mit G24 Power zusammen, dem Weltmarktführer bei der Entwicklung und Herstellung von Farbstoffsolarzellen. Dadurch gelingt es ihnen die jüngsten Fortschritte bei lumineszierenden Geweben und flexiblen Solarmodulen zu nutzen.

Im Mai 2015 melden die Blogs, daß der Titanic- und Avatar-Regisseur James Cameron als Geschenk zum 50. Geburtstag seiner Frau Suzy Amis Cameron fünf solare Sun Flowers entworfen hat, die auf dem Campus der MUSE School in Malibu aufgestellt werden, einer von ihr und ihrer Schwester Rebecca Amis mitbegründeten Privatschule, in die auch die Kinder des Ehepaars gehen. Cameron selbst hat sich schon früh für Solartechnik entschieden und nicht nur seine Filmsets auf Solarenergie umgestellt, sondern auch auf seinem Grundstück in Santa Barbara County eine 50 kW PV-Anlage errichten lassen.

Die vielleicht größte Veränderung, die Cameron in der Produktionslandschaft vorgenommen hat, ist der Bau einer wirklich ,grünen’ Leinwand. So hat er eine Reihe von Tonbühnen in Manhattan Beach, Kalifornien, zu einem umweltfreundlichen Studiogelände mit erneuerbaren Materialien, einem Kompostierungsprogramm und einem eigenen Fahrradverleih umgebaut. Das Herzstück ist eine 1 MW Solaranlage auf dem Dach, mit der die Stromrechnung für eine Produktion auf Null sinken wird.

Die neuen Sonnenblumen sind bis zu 10 m hoch, haben einen Durchmesser von 8,7 m und bestehen aus jeweils zehn zentralen Paneelen und vierzehn Blütenblättern, die an einem robusten Mast befestigt sind. Die zweiachsige Nachführtechnik stammt von dem der deutschen Kirchner Solar Group angehörenden Solarunternehmen Sonnen Systems (das es inzwischen aber nicht mehr gibt).

Das netzgekoppelte System erzeugt etwa 260 kWh pro Tag, was 75 - 90 % des Strombedarfs der Schule deckt, aber Cameron glaubt, daß die Module in den kommenden Sommermonaten die vollen 100 % decken könnten. Sein Team hat auch ein webbasiertes Dashboard-Tool entwickelt, mit dem die Schüler die Energieerzeugung im Klassenzimmer überwachen können.

Anstatt selbst ein Solar-Start-Up zu gründen, um die Sun Flowers in Produktion zu bringen, arbeitet Cameron daran, alle Konstruktionsunterlagen für jedermann als Open Source zugänglich zu machen. Er hat ein Patent angemeldet, um zu verhindern, daß jemand anderes die Urheberschaft für sich beansprucht, und sobald er dieses Patent erhalten hat, wird er alle Informationen öffentlich zugänglich machen. Bislang läßt sich dies aber nicht bestätigen.

Auch auf der im Mai beginnenden Weltausstellung EXPO 2015 in Mailand stehen Solarbäume - die den Blickfang für den später mehrfach ausgezeichneten  Deutschen Pavillon bilden, dessen Thema ,Feeding the Planet, Energy for Life’ lautet. Das inhaltliche Konzept stammt von der Milla & Partner GmbH, Stuttgart, während das räumliche Konzept, die Architektur und die Generalplanung der Schmidhuber Brand Experience GmbH aus München obliegen.

Zentrales Gestaltungselement des Pavillons sind Membrandächer in Gestalt aufstrebender Pflanzen, deren Konstruktion und bionische Formensprache aus der Natur abgeleitet ist. Diese sogenannten ,Ideen-Keimlinge’ verbinden Innen- und Außenraum, Architektur und Ausstellung miteinander und spenden gleichzeitig Schatten während des heißen italienischen Sommers.

Dank der flexiblen, gedruckten Organischen Photovoltaik-Technologie (OPV) der BELECTRIC OPV GmbH (später: OPVIUS GmbH), die es den Architekten ermöglicht, die folienintegrierten Module optisch nach eigenen Vorstellungen zu gestalten und in das Gesamtdesign des Pavillons zu integrieren, werden aus den Keimlingen energieerzeugende Solarbäume.

Die flexiblen, sechseckigen OPV-Module für das Blätterdach gibt es in vier Varianten mit entweder 340 oder 880 mm Durchmesser und unterschiedlichen aktiven Bereichen. Insgesamt werden 1.000 kleine und 250 großen Module mit einer Gesamtfläche von rund 120 m² optisch unauffällig in das an der Struktur befestigte wabenförmige Stahlnetz eingefügt. Versehen mit einer speziell entwickelten Anschlußtechnik der U.I. Lapp GmbH und angeschlossen an ein Speichersystem der Hager Vertriebsgesellschaft mbH & Co. KG, speichern die Solarbäume tagsüber die Energie, die den Pavillon nachts erleuchtet.

Nach dem Ende der EXPO im Oktober stellt sich die Frage der Weiterverwendung der Bäume. Schließlich läßt sie die Firma Merck KGaA von den Unternehmen Carl Stahl und ASCA GmbH & Co. KG aus Kitzingen (andere Quellen: OPVIUS) im Hinblick auf Dauerhaftigkeit, Witterung und höhere Schneelast in Deutschland überarbeiten. Drei dieser optimierten OPV-Solarbäume stehen seit 2018 im neugestalteten Eingangsbereich der Merck in Darmstadt.

Die ASCA, die sich selbst als Weltmarktführer im Bereich der organischen Photovoltaik bezeichnet und eine Tochtergesellschaft der HERING Gruppe ist, bietet auch selbst einen Solarbaum in modernem und futuristischem Design an, der im Rahmen eines Wettbewerbs der Gemeinde Löchgau im Landkreis Ludwigsburg und in Zusammenarbeit mit  der Firma Bischoff Glastechnik (BGT) entwickelt wurde.

Wie im Oktober 2021 berichtet wird, versorgt der Solarbaum eine E-Bike-Ladestation in einer Seniorenresidenz mit umweltfreundlicher Energie. Er besteht aus neun halbtransparenten, jeweils rund 2,5 m langen OPV-Modulen, die zwischen zwei Polycarbonatplatten laminiert sind, während die Flachstahlelemente der Struktur von der Schlosserei Kirchknopf aus Oberriexingen hergestellt worden sind. Für den Energiebaum werden grüne OPV-Folien genutzt. Diese lassen sich aber auch in den Farben Blau, Rot und Grau produzieren.

Aus dem Jahr 2016 ist ein vom indischen Central Mechanical Engineering Research Institute (CMERI) in Durgapur, Westbengalen, entwickelter, patentierter und in Neu-Delhi in Betrieb genommener Solarstrombaum zu erwähnen, der die gleiche Menge an Strom wie eine herkömmliche Anlage erzeugt, allerdings auf einer viel kleineren Fläche. Drei Standorte in Westbengalen haben an einem Pilotprojekt teilgenommen und gezeigt, daß der Solarbaum ordnungsgemäß funktioniert.

Der Solar Power Tree ist ein baumartiges Gebilde mit vertikal ausgerichteten Ästen, an denen etwas wirr ausgerichtete Photovoltaikmodule befestigt sind. Er hat eine Energieerzeugungskapazität von 5 kW, benötigt aber nur 4 m² Land im Vergleich zu den 400 m², die eine herkömmliche Solaranlage mit der gleichen Leistung benötigt, was in städtischen und ländlichen Regionen Indiens, in denen die verfügbaren Flächen knapp sind, sehr sinnvoll ist. So zumindest laut dem CMERI.

Der Baum lädt ein Batterie-Backup-System, das mit einer vollen Ladung zwei Stunden Licht nach Sonnenuntergang liefern kann. Außerdem ist er selbstreinigend und verfügt über einen eingebauten Wassersprinkler, der Verschmutzungen beseitigt, die die Effizienz beeinträchtigen könnten. Künftige Versionen des Geräts sollen mit einem Drehmechanismus ausgestattet werden, damit der Baum der Sonne folgt und so seine Leistung maximiert. Der Preis für ein 5 kW Modell liegt bei schätzungsweise 7.500 $.

Die Technologie wird an vier indische Unternehmen lizenziert, und tatsächlich sind im Netz später diverse entsprechende Angebote zu finden, z.B. von den Herstellern Iysert Energy Research Pv Ltd. und Surya Power Tree.

Im März 2022 zertifiziert Guinness World Records (GWR) den größten Solarbaum der Welt. Die Konstruktion mit einer PV-Paneelfläche von 309,83 m² wurde ebenfalls CMERI konzipiert und errichtet, das zum Council of Scientific and Industrial Research (CSIR) der Regierung gehört, und steht im Kompetenzzentrum für Landmaschinen in Ludhiana im Bundesstaat Punjab.

Das einzigartige Bauwerk hat eine Erzeugungskapazität von 53,6 kW und soll pro Tag 160 - 200 kWh erzeugen.

Interessanterweise erscheint im Mai in dem Fachmagazin Renewable Energy ein von indischen Wissenschaftlern der Amity University in Noida im Bundesstaat Uttar Pradesh verfaßter Bericht mit dem Titel ,Solar Photovoltaic Tree: Urban PV power plants to increase power to land occupancy ratio’, der Solarbaumlösungen beschreibt, die sowohl für netzgebundene als auch für netzunabhängige Anwendungen eingesetzt werden können, bei denen die Platzverfügbarkeit eine große Einschränkung darstellt.

Es werden vier verschiedene Systemkonfigurationen vorgeschlagen, die alle ein besseres Verhältnis zum Flächenverbrauch aufweisen sollen als herkömmliche Freiflächenanlagen. In einer Reihe von Simulationen wird die Leistung der vier Entwürfe mit einer installierten Leistung von jeweils 20 kW gemessen und mit der Leistung herkömmlicher PV-Freiflächenanlagen verglichen. Die vier Systeme - Tulip Tree, Sunflower Tree, Marigold Tree und Daisy Tree (Tulpe, Sonnenblume, Ringelblume und Gänseblümchen) - sind nach ihren unterschiedlichen Formen benannt.

Die Studie kommt zu dem Schluß, daß „mit der Idee, ein Minimum an Land zu nutzen und ein Maximum an Strom mit Hilfe von PV-Anlagen zu produzieren, der PV-Baum die beste und optimierte Lösung sein könnte“. Um die praktischen Anwendungen des in der Arbeit beschriebenen Konzepts zu untersuchen, soll nun auf dem Campus der Universität ein Prototyp installiert werden.

Ebenfalls etwa 2016 tritt das kroatische Unternehmen Solvis aus Varaždin auf den Markt, das Solarbäume mit anmutigen Metallzweigen und blattförmigen Photovoltaik-Paneelen herstellt. Die Firma scheint eine Tochter der deutschen Solvis (früher: Solvis Energiesysteme, später von Capiton übernommen) aus Braunschweig zu sein, einem in den 1980ern gegründeten Hersteller von Solaranlagen und Wärmepumpen.

Die Smart Solar Trees, die von runden Bänken umgeben sind, die Platz für bis zu zwölf Personen bieten, sind mit LED-Lichtern durchsetzt und bilden eine attraktive Ergänzung für öffentliche Plätze und Unternehmen. Sie können Telefone und andere elektronische Geräte aufladen, einschließlich Laptops und E-Bikes.

Die 4 m hohe Stahlkonstruktion vom Typ SV10-45 E wird vollständig von 18 PV-Modulen in Form eines Blattes gespeist, die 810 W Energie erzeugen und nachts als leuchtende Blätter mit wählbarer Farbe für die dekorative Beleuchtung sorgen. Die Stromzwischenspeicherung erfolgt mittels zwei  145 Ah Akkus.

Zur serienmäßigen Ausstattung gehören sechs USB-Anschlüsse, sechs 230 V-Schuko-Steckdosen 230 V sowie die 18 W starke LED-Beleuchtung. Zusätzliche Optionen sind ein mobiler Wi-Fi-Hotspot, ein LCD-Monitor für die Stromproduktion, eine Videoüberwachung u.ä. Daneben bietet das Unternehmen einen Solar-Sonnenschirm, einen Solar-Liegestuhl und eine Solar-Sitzbank an.

Ein weiteres Unternehmen, das in dieser Zeit den Weg in die Blogs schafft, ist die in North Carolina ansässige Firma Spotlight Solar aus Chapel Hill, die bereits im Jahr 2009 oder 2010 gegründet wurde. Das Unternehmen stellt vier verschiedene Solarbaumdesigns in diversen Farben her, die u.a. in Zoos, Sportstadien, Schwimmbädern, Schulen, Versorgungsunternehmen und sogar im Kennedy Space Center aufgestellt werden. Jeder Solarbaum mit einer Leistung von 3,6 kW hat eine maximale Jahresproduktion von 5.600 kWh.

Die mehr als 6,5 m hohen Systeme spenden Schatten und versorgen die Beleuchtung, laden tragbare elektronische Geräte auf und haben in manchen Fällen sogar Fernsehbildschirme eingebaut. Sie sind zwar in erster Linie für kommerzielle und öffentliche Räume gedacht, können aber auch in Wohnhäusern installiert werden, obwohl sie wesentlich teurer sind als ein durchschnittliches PV-Dachsystem.

Im Vergleich zu vielen anderen Firmen ist die Spotlight Solar stabil - und noch im Juni 2024 werden neue Installationen gemeldet, z.B. aus der spanischen Stadt Valencia, wo mit einer Gesamtinvestition von rund 370.000 € mehrere Solarbäume zum Aufladen von kleinen Elektrofahrzeugen und mobilen Geräten installiert.

Und in Zusammenarbeit mit dem Electric Power Research Institute (EPRI) und den Firmen Alliant Energy und H & H wird in Madison, Wisconsin, ein ganzer Wald aus Solarbäumen gepflanzt. Bei diesem Projekt handelt es sich um die bisher größte Installation von Spotlight Solar-Bäumen. Die 23 markanten energieerzeugende Strukturen besitzen zusammen 264 PV-Module. Im Stadtzentrum von Miami werden sieben Bäume im Bayfront Park errichtet, weitere Referenzen finden sich auf der Homepage der Spotlight Solar.

Im Dezember 2017 zeigt das indische Unternehmerpaar Samit Choksi und Priya Vakil das nach eigenen Angaben „fortschrittlichste integrierte Plug-and-Play-System für Schatten, Wasser und Energie“. Das Ulta Chaata genannte Produkt, das ein wenig wie ein umgedrehter Regenschirm aussieht, verfügt über Solarpaneele auf der Oberseite, ein Vordach, das Regenwasser sammelt, sowie darunter eine LED-Beleuchtung.

Das aus poliertem Edelstahl gefertigte Modell des zwei Jahre zuvor gegründeten Start-Ups Think Sustainable Lab Pvt Ltd. (ThinkPhi) aus Mumbai erzeugt nämlich nicht nur Strom aus der Sonne, der in integrierten Batterien gespeichert wird, sondern kann auch Regenwasser auffangen und in eine Filterkammer leiten, um hochwertiges Trinkwasser bereitzustellen.

Das größte Modell, der 1080XL, hat ein Vordach von 20 x 20 m und soll eine Spitzenleistung von 40 kW (andere Quellen: 45 kW) erbringen, während es gleichzeitig Hunderttausende von Litern Wasser pro Jahr auffängt und filtert, je nach den örtlichen Niederschlagsmengen. Kleinere Einheiten, wie das Modell 1080 mit einem 4 x 4 m großem Schirmdach, verfügen nur über eine ausreichende Solarkapazität für den Betrieb der LED-Beleuchtung.

ThinkPhi hat nach eigenen Angaben bereits etwa 200 Geräte verkauft, die an über 60 Orten im ganzen Land zu sehen sind, unter anderem auf Bahnhöfen und Universitätsgeländen in Bombay, Pune und Bangalore. Die Firma rechnet damit, bis Ende des Jahres noch weitere 300 Stück abzusetzen. Die Preise für die Geräte beginnen bei etwa 1.500 $ für das kleinste Modell, und alle Modelle werden mit einer 15-jährigen Garantie geliefert.

Überhaupt scheinen Solarbäume und -blumen in Indien besonders gut anzukommen. Als weiteres Beispiel sei deshalb die 2018 an der Pandit Deendayal Petroleum University gegründete Firma PowerTree in Gandhinagar genannt, die Solaranlagen  einer breiten Produktpalette von 1 - 25 kW herstellt, die ähnlich wie die obigen SmartFlower über PV-Blütenblätter verfügen, die sich in diesem Fall aber nicht öffnen und schließen lassen.

Der gleichnamige PowerTree (o. Imagine PowerTree) verfügt immerhin über ein automatisches Nachführsystem und ist in der Lage, LED-Leuchten und Überwachungskameras mit Strom zu versorgen sowie Telefone und Laptops aufzuladen. Bereits im ersten Jahr wird im Dorf Shatrunda, Kheda, ein PowerTree installiert, primär zur Stromversorgung einer Wasseraufbereitungsanlage der Oil and Natural Gas Corporation Ltd. (ONGC), die pro Tag 4.000 Liter Trinkwasser bereitstellt.

Im Jahr 2020 erhält sas Unternehmen einen Auftrag von Gandhinagar Smart City zur Installation von 24 Imagine PowerTrees in der gesamten Stadt. Die mehrfach ausgezeichnete Firma hat bislang 16 Designpatente für verschiedene Formen des Solarbaums angemeldet.

Bereits im März 2018 wird in Tainan, Taiwan, der erste Spatenstich für den Bau des Industrieparks Shalun Smart Green Energy Science City gesetzt, dessen Entwicklung im Jahr 2016 begonnen hatte. Der Bau wird durch das Industrial Technology Research Institute (ITRI) durchgeführt und soll 2020 fertiggestellt werden.

Schon Ende 2019 wird das auffälligste Wahrzeichen der Industrieparks vollendet, ein einzelner, gewaltiger Solarbaum, der im ,Demonstrationsfeld der grünen Energietechnologien’ steht, das sich hauptsächlich auf die Ausstellung und Erprobung verschiedener entsprechender Anlagen konzentriert. Die beiden Hauptthemen ,Solarenergie’ und ,Bäume’ spiegeln in diesem Fall das Thema der grünen Energietechnologie und der natürlichen Umgebung des Gebiets wider.

Der dreiteilige Stamm des von dem taiwanesischen Designbüros Bio architecture Formosana entworfenen Baumes besteht aus einer Stahlrohrstruktur, die in einem gemeinsamen Dach zusammenläuft, auf dem sich 156 PV-Paneele befinden. Weitere technische Details sind nicht zu finden. Der schattige Raum unter dem Baum bildet einen Ort, an dem Menschen eine Pause einlegen können, und bietet gleichzeitig öffentliche Aufklärung über erneuerbare Energie und öffentliche Kunst. Nachts wird das Ganze allerdings in so unsäglichen LED-Farben angestrahlt, daß - zumindest mir - die Augen weh tun.

Im August 2019 gewinnen das in Deutschland und Australien beheimatete Laboratory for Vision Architecture (LAVA) und das australische Designbüro ASPECT Studios den internationalen Wettbewerb für die Gestaltung des neuen Zentralparks im Bezirk 1 von Ho-Chi-Minh-Stadt in Vietnam, der den bestehenden 23.-September-Park ersetzen und erweitern wird, in welchem das wichtige jährliche Frühlingsfest gefeiert wird.

Der 16 Hektar große, langgestreckte Park befindet sich an der Stelle, an der sich der erste Bahnhof Südostasiens befand, wo derzeit ein Busterminal in Betrieb ist, und wo in naher Zukunft die erste U-Bahn-Station Vietnams entstehen wird. Der neue Park soll eine Hommage an das industrielle Erbe der Stadt bilden, mit Gehwegen, die über die Eisenbahnschienen aus dem 19. Jahrhundert führen. Der neue Entwurf wird das Erscheinungsbild seines Vorgängers beibehalten, aber mehr Funktionalität bieten: Skulpturengärten, Kunstgalerien im Freien, Wasserspiele, Pavillons für Musik- und Theateraufführungen, einen Skatepark, Sportzonen und Spielplätze.

Um die Energieeffizienz des Central Park zu verbessern, sollen drei Arten von umweltfreundlichen Strukturen installiert werden, die jeweils nach dem Vorbild von künstlichen Pflanzen und Bäumen gestaltet sind. Die ,Wasserreinigungsbäume’ werden Regenwasser zur Wiederverwendung für die Bewässerung, Trinkbrunnen und Hydranten auffangen, während die ,Belüftungsbäume’ den städtischen Wärmeinseleffekt reduzieren und frische Luft erzeugen sollen.

Als dritte futuristische Struktur gibt es die ,Solarbäume’, die mit abgewinkelten Sonnenkollektoren ausgestattet erneuerbare Energie für die Stromversorgung der Ladestationen, der Informationsbildschirme und des Wi-Fi-Systems des Parks erzeugen. Der Baubeginn für den Central Park ist für das Jahr 2020 geplant, läßt sich bislang aber nicht belegen.

 

Als im Oktober 2020 der von Grimshaw Architects in Großbritannien entworfene ,Pavillon der Nachhaltigkeit’ des Emirats Dubai für die EXPO 2021 enthüllt wird, in welchem Technologien und Geschichten über die Art und Weise, wie wir die Natur heute verstehen, vorgestellt werden, zeigt sich, daß er über einen festen großen sowie mehrere kleine Energiebäume verfügt, die sich mit der Sonne drehen, um Solarenergie einzufangen.

Der Pavillon, der als wichtigstes dauerhaftes Gebäude innerhalb des Nachhaltigkeitsviertels an einem der Haupteingänge des Geländes steht, umfaßt 6.000 m² Ausstellungsflächen, die größtenteils in den Boden eingelassen sind. Diese Flächen sind mit Erddächern bedeckt und werden von einem 135 m breiten, baumähnlichen Vordach beschattet, das zu 97 % aus recyceltem Stahl besteht und 1.055 Solarpaneele trägt. Dieses schräge, ovale Vordach, das von dem trockenheitstoleranten Ghaf-Baum inspiriert ist, wird von einer zentralen Säule getragen.

Zusammen mit den 18 kleinen, sonnennachgeführten Solarbäumen, die es umgeben, entsteht ein Gebäude, das seine gesamte Energie selbst erzeugt und sich auch selbst mit Wasser versorgt, indem 100 % des verbrauchten Wassers wiederverwendet werden. Das Hauptdach dient als Auffangfläche für Regen- und Tauwasser, während weiteres Wasser in kleineren Wasserbäumen aufgefangen wird, die das Hauptgebäude umgeben. Die Sonnenkollektoren auf dem Hauptdach und die Energiebäume sollen wiederum gemeinsam jährlich 4 GWh Strom erzeugen.

Die Weltausstellung wird wegen der Covid-Panik auf Oktober 2021 verschoben, und spätestens ab diesem Zeitpunkt ist die Solarbaumschule in Betrieb. Nach der Veranstaltung wird das Gebäude in ein ständiges Museum für Wissenschaft und Nachhaltigkeit umgewandelt.

Im Juli 2022 veröffentlichen Forscher des Korea Maritime Institute eine im Netz einsehbare Studie mit dem Titel ,Exploring the operational potential of the forest-photovoltaic utilizing the simulated solar tree’, in der sie zum Bau von Solarfarmen in bergigen Waldgebieten im landarmen Südkorea die Verwendung von Solarbäumen vorschlagen. Sie definieren das neue Konzept als Wald-Photovoltaik.

Im September 2022 gibt die Firma SolarBotanic Trees Ltd. aus Swallowfield bekannt, daß ihre baum- oder schirmförmigen Solarladegeräte im kommenden Jahres erhältlich sein werden. Das integrierte, skalierbare und nachhaltige Stromerzeugungssystem war erstmals 2017 (andere Quellen: 2008) konzipiert und seitdem mit Hilfe der Brunel University London, dem Advanced Manufacturing Research Centre (AMRC) der University of Sheffield und weiteren Projektteilnehmern sowie Industriepartnern wie dem globalen Logistikunternehmen Unipart entwickelt worden.

Die Firma selbst ist ein erst im Juni geschaffenes Spin-Out der Londoner SolarBotanic Ltd. und befindet derzeit noch im Prototypenstadium. Für den nächsten Schritt wird es mit fast 3 Mio. £ ausgestattet und beginnt umgehend mit der Prüfung verschiedener regionaler Standorte für ein Fertigungs- und Montagezentrum.

Die SolarBotanic-Bäume haben eine Kuppel aus blattähnlichen Paneelen, die mit Dünnschicht-Solarzellen bedeckt und für ästhetisch anspruchsvolle Standorte gedacht sind. Sie haben eine Stromerzeugungskapazität von 5 kW und können damit genug Solarenergie einfangen, um einzelne Häuser mit Strom zu versorgen oder Elektrofahrzeuge aufzuladen. Große Bäume sollen integrierte Sitzgelegenheiten bekommen, um auf Stadtplätzen oder in Kneipengärten eingesetzt zu werden.

Derzeit wird die kommerzielle Version des SolarBotanic Tree v01 entwickelt, die voraussichtlich Anfang 2023 verfügbar sein wird. Dabei wird an zwei Modellen gearbeitet, eines mit einer Höhe von 3,5 m, das andere mit 5,5 m. Ende des Jahres soll dann die Version v02 auf den Markt kommen, die mit einem KI-basierten Energiemanagementsystem, einem Batteriespeicher m Stamm und einem Schnelladesystem ausgestattet ist. Für das Jahr 2025 ist eine dritte Version v03 angedacht, die eine Kombination von Solar- und Windenergie-Erzeugungsmodulen nutzt - letztere mit patentierten Blätter, „die in der Brise flattern“.

Die SolarBotanic steht bereits in Verhandlungen mit der RAW Charging Group, einem Anbieter von Ladedienstleistungen für Elektrofahrzeuge in Großbritannien und der EU, der 200 Solarbäume im Wert von mehr als 3 Mio. £ bestellen möchte, die 2024 ausgeliefert werden sollen. In anderen Berichten ist sogar von einen ersten Auftrag die Rede. Tatsächlich wird im Juni 2023 aber gemeldet, daß sich die SolarBotanic noch immer darauf konzentriert, in diesem Jahr in die Produktion einzusteigen. Und entgegen einigen Pressemeldungen wurde ein richtiger Prototyp noch immer nicht präsentiert.

Um dieses Ziel zu erreichen, werden nun Aktien zu einem Kurs von 3,99 £ ausgegeben - wodurch von 581 Anlegern Eigenkapital in Höhe von 412.714 £ zusammenkommt, was immerhin 164 % des eigentlichen Zielbetrags von 250.001 £ ausmacht. Über weitere Schritte ist bislang nichts zu finden, und die Homepage der Firma wird zuletzt 2022 mit der Information aktualisiert, daß der Bau eines Feldprototyps am AMRC im 2. Quartal 2024 abgeschlossen werden soll.

Ein weiteres Modell, daß im November 2023 in den Blogs erscheint, stammt von der US-Firma New World Wind, die bislang durch ihre Aeroleaf genannte Technologie bekannt geworden ist, bei der eine Struktur in Form eines Baumes eine Vielzahl von gut 1 m hohen Mikro-Windturbinen mit vertikaler Achse trägt, die auf einer Savonius-Bauweise basieren. Die Idee geht auf den Künstler Jerome Michaud Lariviere zurück, der bereits 2012 in Frankreich eine Firma namens New Wind gründete und diese dann zusammen mit seinem Partner Luc Eric Krief im Jahr 2017 in das Industrieunternehmen New World Wind umwandelte. Darüber findet sich mehr im Kapitel Windenergie unter Neue Designs und Rotorformen.

Nun stellt das Unternehmen seine Aeroleaf-Hybrid-Technologie vor, bei der die Vorteile von Wind- und Solarenergie nahtlos miteinander verbunden werden, um eine Verdoppelung der elektrischen Produktion zu erzielen. Der Hybrid-Baum besteht aus Standard-Aeroleaf-Rotoren, die an der Basis um jeweils 29,5 cm² große Solarpaneele ergänzt werden, die aus einer 2 mm dicken, halbflexiblen Photovoltaikfolie bestehen und auf der Oberseite jedes Aluminium-Blütenblattes angebracht sind.

Der Aeroleaf-Hybrid 300 erzielt eine maximale Ausgangsleistung von 336 W, die sich aus 300 W aus dem Wind und 36 W aus der Sonne zusammensetzen. Zudem können die Verbraucher aus verschiedenen Farboptionen wählen, so daß sich der Hybrid-Baum nahtlos in seine Umgebung einfügen kann. Der erste Aeroleaf-Hybrid wird in Birmingham, Großbritannien, auf einem Hügel errichtet und demonstriert seine Fähigkeit, Wind- und Sonnenenergie gemeinsam zu nutzen.

Ebenfalls im November 2023 veröffentlicht Allied Market Research eine Studie mit dem Titel ,Solar Tree Market’, deren Nutzerlizenz für 5.820 $ angeboten wird. Sie umfaßt eine globale Chancenanalyse und Branchenprognose für 2023 - 2032 und untersucht Marktgröße, Anteil, Wettbewerbslandschaft und Trends. Für 2032 wird der weltweite Markt für Solarbäume auf 425,2 Mio. $ geschätzt.

Im Januar 2024 sind es Wissenschaftler der Ungarischen Universität für Landwirtschaft und Biowissenschaften (MATE), die vorschlagen, Photovoltaik-Bäume mit einem großen Abstand zwischen den Solarzellen zu bauen, um ein optimales Gleichgewicht zwischen Energieerzeugung und Wärmemanagement zu erzielen. Ihr Sonnenblumen-Design verringert die Abschattungsverluste zwischen den Paneelen und verbessert gleichzeitig die Kühlung und Wärmeableitung.

Der vorgestellte Prototyp des Solarbaums besteht aus einem 1,8 m hohen Stamm und einer flachen Holzplatte, von der fünfzehn Äste abgehen. Die Konstruktion hat einen Gesamtdurchmesser von 6,6 m und wird aus Solarmodulen mit den Maßen 180 x 60 x 3 mm gebildet, die einen Wirkungsgrad von 22 % erreichen.

Um das vorgeschlagene Design zu validieren, vergleichen die Wissenschaftler seine Leistung mit der eines flachen PV-Systems mit denselben Merkmalen. Die Tests ergeben, daß der Solarbaum bei einem Neigungswinkel von 45° eine maximale Temperatur von 38,0°C aufweist, während sich das flache System auf 49,8°C aufheizt. Dabei liefert die Solarbaumkonfiguration eine maximale Leistung von 14,54 W, während das flache System nur 11,8 W produziert. Ähnliche Resultate werden auch bei Neigungswinkeln von 30° bzw. 20° erreicht. Die empirische Ergebnisse zeigen somit, daß die Temperatur des flachen PV-Moduls die des Solarbaums um mehr als 10°C übersteigt.

Die Forscher stellen außerdem fest, daß das Sonnenblumen-PV-Modul im Vergleich zum flachen PV-Modul 85 % an Fläche einspart. Die Studie ,Sunflower solar tree vs. flat PV module: A comprehensive analysis of performance, efficiency, and land savings in urban solar integration’ ist im Netz einsehbar.

Im Mai 2024 bekommt auch Masdar City in Abu Dhabi - das eigentlich schon seit einem Jahrzehnt eine globale Vorreiterrolle spielen sollte - den ersten Solarbaum als neueste umweltfreundliche Ergänzung zu seiner Eco Plaza. Er ist als Kunstwerk konzipiert, das mit schlanken, asymmetrischen Säulen und sanft geschwungenen Solarpaneelen einen natürlichen Baum nachahmt und einen schattigen Sitzbereich bietet, während es gleichzeitig saubere Energie erzeugt.

Der 5,5 m hohe und 10 m breite Solarbaum ist mit 16 bifazialen Paneelen ausgestattet, liefert pro Tag 50 kWh und speist die Energie direkt in das Stromnetz von Abu Dhabi ein.

Die Plazierung wurde durch eine Wärmestudie von Masdar City aus dem letzten Jahr beeinflußt. In Zusammenarbeit mit dem Start-Up FortyGuard wurden über einen Zeitraum von neun Monaten mit Sensoren und Drohnen sechs Millionen Datenpunkte gesammelt. Mittels der resultierenden Wärmekarte konnten die Zonen mit hoher Hitze identifiziert werden, die es zu bekämpfen galt. Neben dem Solarbaum gehören zu aktuellen den Maßnahmen zur Beseitigung der Hitzezonen neue Bäume, Sträucher und Rasenflächen, die Eliminierung von dunklem Pflaster und Wasserspiele.

Ich denke, daß das Thema Solarbaum damit ergiebig genug präsentiert wurde.

Abschließend noch einige Informationen zu Einzelprojekten und speziellen technischen Entwicklungen, die im Laufe dieses Jahres in den Medien erschienen sind - angefangen mit der Nachricht, daß das britische Unternehmen Smith of Derby Ltd., das seit über 150 Jahren historische Uhren herstellt und in der ganzen Welt 4.500 Uhren wartet, die erste solarbetriebene Großuhr der Welt konstruiert, die im Irak errichtet werden soll.

Die Beacon Clock (o. The Beacon) war im Rahmen des Wiederaufbauplans für das vom Krieg zerstörte Land von der Universität Bagdad in Auftrag gegeben worden, um den Irakern zu zeigen, daß die Natur die Kraft hat, diese schwierigen Zeiten nachhaltig zu meistern. Die Uhr, die durch in den 40 m hohen freistehenden Uhrenturm integrierte Solarzellen betrieben wird, hat einen Durchmesser von 3,5 m und verfügt über vier Zifferblätter und eine Hintergrundbeleuchtung.

Das Projekt ist nur eines von vielen EcoTime-Produkten der britischen Firma, die sich bei der Energieversorgung, der Beleuchtung und sogar bei der Glockenbeschallung ganz auf die Kraft der Sonne und/oder des Windes verlassen. EcoTime wurde speziell für Entwicklungsländer und Länder mit schlechter oder begrenzter Stromversorgung entwickelt.

Den Meldungen im Juni 2011 zufolge sollte die Uhr eigentlich kurz schon vor der Fertigstellung stehen, aber das Projekt erlitt Rückschläge, u.a. aufgrund lokaler Probleme auf der Baustelle, die durch Unruhen verursacht wurden. Nun soll die Installation später in diesem Jahr erfolgen, an einer neu sanierten Universität in der Nähe von Bagdad, wie es inzwischen heißt. Leider läßt sich bislang keine Bestätigung dafür finden, daß dies tatsächlich gschehen ist.

Ebenfalls im Juni 2011 wird berichtet, daß die indische Tata Steel in Zusammenarbeit mit dem australischen Solartechnologieunternehmen Dyesol und der Universität Swansea ein Verfahren entwickelt hat, um einen 3 m langen Stahlträger mit einer lichtempfindlichen Beschichtung zu versehen, die ihn zu einem Solarmodul macht. Damit ist die erste Entwicklungsphase der 11 Mio. £ teuren Projekt abgeschlossen, das von der walisischen Regierung durch einen Technologiezuschuß in Höhe von von 5 Mio. £ unterstützt wird.

Die Beschichtung von Stahl aus Gründen des Korrosionsschutzes oder der Ästhetik ist ein altbewährtes Verfahren. Bei der neuen Entwicklung wird mit Hilfe eines Elektrolyts eine Schicht aus Titandioxid-Pigment mit einem Ruthenium-Farbstoff auf die Stahloberfläche gewalzt. Wenn Licht auf den Farbstoff fällt, regt es Elektronen an, die von der Titandioxidschicht abgeleitet werden. Die farbstoffbasierten Solarzellen sind sowohl bei direktem Sonnenlicht als auch bei diffusem Licht wirksam, erreichen allerdings nur einen Wirkungsgrad von etwa 10 %.

Die neue Technik eröffnet viele Möglichkeiten bei der gebäudeintegrierten Photovoltaik (BIPV), wie die Beschichtung von Fenstern, Fassaden, Dächern u.a.. Tata Steel stellt in Aussicht, daß bis zu 20 % des in einem Gebäude verbrauchten Stroms durch die Stahlhülle erzeugt werden könnten.

Bereits im März hatten die Partner die zweite Entwicklungsphase angekündigt, für die im Werk Port Talbot von Tata Steel in Südwales ein Team von 50 Forschern gebildet wird, die an der Entwicklung eines verfeinerten Beschichtungsverfahrens und an der Kommerzialisierung des Prozesses arbeiten - mit dem Ziel, innerhalb von drei Jahren ein Demonstrationsgebäude zu bauen. Bislang wurde noch nichts über den Fortschritt des Projekts berichtet.

Laut einer im August 2011 erschienenen Studie von Prof. Joshua M. Pearce und seinem Team an der kanadischen Queen’s University ist die Lebensdauer einer Solaranlage viel länger als die 20 Jahre, die die meisten Analysten bei der Berechnung der Kosten für Solarstrom zugrunde legen.

Die Forschung zeigt jetzt, daß die Produktivität von Spitzen-Solarmodulen nur um 0,1 - 0,2 % pro Jahr sinkt, anstatt des wesentlich höheren Rückgangs von 1 %, der noch immer in vielen Kostenanalysen verwendet wird (,A Review of Solar Photovoltaic Levelized Cost of Electricity’).

Marco Bernardi und seine Kollegen vom Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Cambridge veröffentlichen im Dezember 2011 eine Studie, die eine einfache Lösung dafür bietet, die Wirtschaftlichkeit der Solarstromerzeugung erheblich zu verbessern (,Solar Energy Generation in Three Dimensions’).

Statt Paneele zweidimensional flach über große Flächen auszulegen, untersuchen die Wissenschaftler die Verwendung dreidimensionaler Strukturen, simulieren die Leistung verschiedener Formen und testen mehrere von ihnen auf dem Dach eines Gebäudes am MIT.

Die Ergebnisse zeigen, daß Absorber und Reflektoren ohne Sonnennachführung, die kombiniert werden, um dreidimensionale photovoltaische Strukturen (3DPV) zu bauen, Energiedichten (kWh/m2) erzeugen können, die um den Faktor 2 - 20 höher liegen als bei stationären flachen PV-Paneelen. Zudem kann die 3D-Struktur auch Licht auffangen, wenn die Sonne in einem niedrigeren Winkel steht, und interne Reflexionen innerhalb der Struktur tragen dazu bei, die Menge des eingefangenen Lichts zu erhöhen.

Dadurch sind 3DPV-Strukturen stabilere Quellen für die Erzeugung von Solarenergie in allen Breitengraden: Sie können die Anzahl der Stunden der Spitzenstromerzeugung verdoppeln und die jahreszeitlichen, geographischen und wetterbedingten Schwankungen der Solarenergieerzeugung im Vergleich zu einem flachen Paneeldesign drastisch reduzieren.

Dabei müssen diese Strukturen nicht komplex sein. Ein einfacher, oben offener Würfel, der innen und außen mit Solarzellen bedeckt ist, kann die 3,8-fache Leistung eines flachen Paneels mit der gleichen Grundfläche erzeugen. Im Vergleich dazu erzeugt eine nachgeführte Solaranlage nur eine bis zu 1,8-fache Steigerung. Außerdem können die Elemete als flache Pakete versandt werden, die sich nach dem Zusammenbau leicht zu 3D-Strukturen aufklappen lassen. Es läßt sich aber nichts über eine weitere Beschäftigung mit diesem Thema finden.

 

Das quantitative Jahresfazit lautet:

Bereits im Juli wird gemeldet, daß die Solarenergie die am schnellsten wachsende Branche in den USA ist und mehr Arbeitsplätze pro Megawatt schafft als jede andere Energiequelle. Derzeit sind in den USA fast 3.000 MW Solarenergie installiert, genug, um 600.000 Haushalte zu versorgen.

In Deutschland wird im November die Installation der 1.000.000sten Photovoltaik-Anlage gefeiert. Die ans Stromnetz angeschlossene Solar-Anlage steht auf dem Dach des Instituts für Forschung und Entwicklung von Sportgeräten (FES) in Berlin. Für dieses Jahr erwartet der Bundesverband Solarwirtschaft einen Ausbau der Photovoltaik-Leistung um rund 5 GW, womit Ende des Jahres insgesamt 22 GW Leistung installiert sein könnten. Tatsächlich meldet die Bundesnetzagentur im Januar des Folgejahres, daß 2011 Anlagen mit einer Leistung von sogar 7,5 GW ans Netz gingen, so viele wie noch nie.

Das britische Marktforschungsinstituts IMS Research schätzt den weltweiten PV-Zubau in 2011 auf über 26 GW (2010: 16,6 GW), womit sämtliche Prognosen übertroffen wurden.

 

Weiter mit der photovoltaischen Nutzung 2012... (in Arbeit)

 

Aufgrund der besonderen Aktualität folgen nun einige Sonderformen der photovoltaischen Nutzung - angefangen mit der Agriphotovoltaik, die in Zukuft von immenser Wichtigkeit sein wird.

Weiter mit der Agriphotovoltaik...

 

Alternativ gibt es einen Überblick über die jüngsten wissenschaftlichen und technischen Entwicklungen auf dem Sektor der Solarzellen. Denn schon seit langem wird neben der Optimierungsarbeit an den konventionellen Silizium-Solarzellen auch an vielen anderen und sehr unterschiedlichen Materialien und Materialkombinationen geforscht.

Die Auflistung der mir bislang bekannten Solarzellentypen erfolgt alphabetisch. Später werden hier auch die jeweiligen Aktualisierungen ab Anfang 2007 aufgeführt (in Arbeit).

Weiter mit den diversen Solarzellentypen...