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Thermophotovoltaik in Europa



Holz und Halbleiter im Verein? Schweden hofft den Anteil der Biomasse an der Energiegewinnung von derzeit etwa 15 Prozent innerhalb von 10 bis 15 Jahren verdoppeln zu können. Holzpulver läßt sich dabei wie Gas oder flüssige Brennstoffe nutzen. Ein entsprechender Brenner ließe sich also in ein TPV-System, wie es im Haupttext beschrieben wurde, einbinden. Es wurden bereits Zuführungs- und Zündmechanismen entwickelt, um 1200 Grad Celsius stabil zu erreichen. Auch Radiator, Filter und andere Komponenten hat man am Solarforschungsinstitut (SERC) in Dalarna untersucht; geeignete Halbleiterzellen aus Indium-Gallium-Arsenid entwickelt das amerika-nische NREL (National Renewable Energy Laboratory) in Kooperation.

Leider gilt für das skandinavische Land wie für Deutschland: Es ist bislang nicht gelungen, Ministerien und Industrie von den Chancen dieser Form der Photovoltaik zu überzeugen, dementsprechend fehlt es an Fördermitteln, und die Entwicklung geht nur stockend voran.

Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE in Freiburg konzentriert sich denn auf TPV-Generatoren als Ergänzung solarer Photovoltaik. Sein Labormodell besteht aus einem Propan-Brenner, einem Radiator aus einer sehr temperaturbeständigen Metallegierung, einem teilselektiven Quarzfilter – Wellenlängen größer zwei Mikrometer werden reflektiert – und einem Konverter-Modul aus eigens entwickelten Galliumantimonid-Zellen. Zudem hat man ein Simulationsmodell entwickelt, um Komponenten im Detail und im Zusammenspiel zu studieren. Studien für ein TPV-Gesamtsystem mit Leistungen von 50 bis 500 Watt erfolgen am Institut für solare Energieversorgungstechnik (ISET) in Kassel, ein Prototyp mit 5 Prozent Wirkungsgrad ist anvisiert, doch auch dort mangelt es am Geld.

In Großbritannien hingegen zeigt sich die Energiewirtschaft an der neuen Technologie interessiert. So entwickelt das British Gas Research & Technology Centre in Loughborough gemeinsam mit Partnern aus Hochschule und Industrie und mit Förderung durch das Industrieministerium Brenner und Radiator. Oxide der Seltenerdmetalle geben letzterem Teilselektivität, die Konvertertechnik ist nicht Gegenstand des Projekts.

Auch die Eidgenossen gehen mit gutem Beispiel voran: Finanziert vom Forschungs- und Entwicklungsfond der schweizerischen Gasindustrie untersucht das Paul Scherrer-Institut in Villigen (Schweiz) das technische und ökonomische Potential von Systemen, die Stromerzeugung mit TPV und Gebäudeheizung leisten; Ziel sind 20 Kilowatt Heizleistung und etwa 500 Watt Anteil für Elektrizität. Dieser Ansatz mindert den Druck möglichst effektiver Energieumwandlung.

Ein Laboraufbau mit 15 Watt elektrischer Leistung wurde mittlerweile realisiert. In diesem Sinne war auch die Botschaft der vierten Thermophotovoltaik-Konferenz der NREL: Viele kleine Fortschritte waren zu berichten, für den Durchbruch fehlt es nicht an Ideen, aber an Unterstützung.

Literaturhinweise

The First NREL Conference on Thermophotovoltaic Generation of Electricity. Von Timothy J. Coutts und John P. Benner in: AIP Conference Proceedings, Band 321. AIP Press, 1995.

The Second NREL Conference on Thermophotovoltaic Generation of Electricity. Herausgegeben von John P. Benner, Timothy J. Coutts und David S. Ginley in: AIP Conference Proceedings, Band 358. AIP Press, 1996.

The Third NREL Conference on Thermophotovoltaic Generation of Electricity. Herausgegeben von Timothy J. Coutts, Carole S. Allman und John P. Benner in: AIP Conference Proceedings, Band 401. AIP Press, 1997.


Aus: Spektrum der Wissenschaft 1 / 1999, Seite 90
© Spektrum der Wissenschaft Verlagsgesellschaft mbH
1 / 1999

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum der Wissenschaft 1 / 1999

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