Robert Klatt
Solarzellen haben eine optimale Betriebstemperatur, über die die Effizienz sinkt. Ein neues System kann Solarmodule in heißen, trockenen Regionen mit vielen Sonnenstunden stark kühlen und dadurch die Stromproduktion signifikant erhöhen.
Al Ain (Vereinigte Arabische Emirate). Die meisten Solarzellen haben einen Temperaturbetriebsbereich zwischen -40 und +85 Grad Celsius. Ihre optimale Betriebstemperatur liegt üblicherweise bei 25 Grad Celsius. Wenn die Temperatur deutlich höher ist, nimmt die Leistung der Solarzellen stark ab. Forscher der United Arab Emirates University (UAEU) haben deshalb eine Kühlung für Solarmodule entwickelt.
Laut der Publikation im Fachmagazin Energy Conversion and Management besteht ihr neues Solarmodul aus einer vorderen und einer hinteren Solarzellenschicht, zwischen der sich eine Wasserkühlung befindet. Die Wasserkühlung versprüht in dem System Wasser, das verdunstet und dabei die Solarzellen kühlt. Der Wasserdampf wird anschließend aufgefangen, um den Wasserbedarf der Kühlung zu minimieren.
Bei Experimenten hat das neue Kühlsystem die Oberflächentemperatur der Solarzellen von rund 60 Grad Celsius auf knapp unter 40 Grad Celsius reduziert. Die Solarmodule haben bis zu 46 Prozent mehr Strom produziert als identisch aufgestellte herkömmliche Solarmodule ohne Kühlsystem. Den größten Effekt hatte das Kühlsystem an heißen, wolkigen Tagen. Die gekühlten Solarzellen haben aber auch bei Sonnenschein deutlich mehr Strom produziert als die nicht gekühlten Solarmodule.
Eine Simulation der Forscher zeigt, dass ein Solarpark mit doppelseitigen, gekühlten Solarmodulen bei einer identischen Fläche über ein Drittel Strom mehr produzieren würde (+ 37 %) als ein Solarpark mit einseitigen, ungekühlten Solarmodulen. Zudem zeigen die Berechnungen, dass die doppelseitigen, gekühlten Solarmodule in trocken, heißen Regionen mit vielen Sonnenstunden wie der Arabischen Halbinsel und Westaustralien bis zu dreimal mehr Strom produzieren könnten als in Mitteleuropa.
Energy Conversion and Management, doi: 10.1016/j.enconman.2025.119865
