Energie

Wolkenkratzer als Solarkraftwerke

Von Rüdiger Köhn

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Hochhäuser können sich in Zukunft vielleicht selbst mit Strom versorgen

28. Juni 2007 Der Maintower in der Bankmetropole Frankfurt wird Mitte des nächsten Jahrzehnts ein Stromkraftwerk sein und jährlich 4 Megawatt produzieren. Damit wird das vollverglaste Haus, das zu den höheren Bauwerken der Frankfurter Skyline gehört, sich unabhängig vom Stromnetz versorgen können. Dazu werden die 2550 Fenster des Maintowers mit Folien beschichtet, die Sonnenstrahlen einfangen und in Strom umwandeln. Was mit dem Maintower geht, ist auch mit den benachbarten Hochhäusern zu machen. Auf diese Weise kann eine Stadt mit Wolkenkratzern zu einem Solarkraftwerk werden.

Natürlich geht das auch eine Nummer kleiner. Wohnhäuser haben Sonnenkollektoren nicht nur auf dem Dach, sondern an den Fassaden. Und die Markise über der Terrasse kann, ausgerollt auf einer Fläche von vier Quadratmetern, immerhin so viel Strom generieren, um ein Jahr einen Kühlschrank zu versorgen. Ein Haus wird damit vom Stromkonsumenten zum -produzenten.

Forschungsinitiative gegründet

Maintower in Frankfurt - vielleicht schon bald ein Kraftwerk

Seit Mittwoch ist dieses Szenario keine Utopie mehr. Denn die Unternehmen BASF, Bosch, Merck und Schott haben die Forschungsinitiative „Organische Photovoltaik“ (OPV) gegründet, die vom Bundesforschungsministerium unterstützt wird. „Auf diesem Feld haben wir bereits entscheidende Grundlagen erarbeitet. Die Technologie ist vielversprechend“, sagte Gerhard Felten, der Geschäftsleiter des Zentralbereiches Forschung und Entwicklung im Bosch-Konzern.

Organische Solarzellen haben das Zeug zur Marktreife und können für die engagierten Unternehmen zum kommerziellen Erfolg werden. Im Gegensatz zur existierenden starren, kristallinen Photovoltaiktechnik mit Silizium basiert OPV auf Kunststoffen. Organische Kollektoren können gebogen, gerollt, geknickt werden, und sie sind dünn wie eine Klarsichthülle (siehe Kasten).

300 Millionen Euro Investitionen

Eine Markise könnte sogar so viel Strom erzeugen, um einen Kühlschrank zu betreiben

Die Industriepartner meinen es ernst. Sie investieren in den kommenden Jahren 300 Millionen Euro in die Marktreife dieser revolutionär klingenden Technik, die den vielseitigen, umweltschonenden Einsatz der Solartechnik ermöglicht. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung unterstützt die Initiative mit 60 Millionen Euro. „Sie ist ein Beispiel, wie wir Kräfte bündeln und in neue Technologien investieren“, begründete Forschungsministerin Annette Schavan das staatliche Engagement, das im Zusammenhang mit der „Hightech-Strategie“ der Bundesregierung zu sehen ist.

Heute werden mit Photovoltaik-Modulen 8 Milliarden Euro Umsatz in aller Welt erzielt. Bis 2020 wird ein Wachstum von jährlich mehr als 20 Prozent vorausgesagt. So lange muss aber niemand auf die biegsamen, dünnen Solarfolien warten. Denkbar ist zunächst der Einsatz als faltbare Ladegeräte für Mobiltelefone und Laptops oder als voll transparente Autodächer. Das kann schon in fünf Jahren der Fall sein.

Unauffälliger Umbau zum Kraftwerk

Das Hauptanwendungsgebiet wird jedoch in der Bauindustrie zu finden sein. Von 2015 an könnten dünne Kunststoffschichten auf Dächern, Fenstern oder Fassaden kleben und damit auch der Maintower unauffällig zum Kraftwerk umgebaut sein.

Für die Initiatoren verspricht das ein lukrativer Zukunftsmarkt zu werden. „Organische Photovoltaik wird zu einem strategischen Schwerpunkt in unseren Wachstumsclustern Energiemanagement und Nanotechnologie“, sagte Stefan Marcinowski, Vorstandsmitglied und Sprecher der Forschung von BASF. Der Industriekonzern Bosch will bereits bis zum Jahr 2010 mit regenerativen Energien (Windkraft, Wärmepumpen, Photovoltaik) den Umsatz von heute 500 Millionen Euro auf 1 Milliarde Euro verdoppeln. Dabei ist die neue Zukunftstechnik noch gar nicht berücksichtigt.

Nicht unbedingt teuer

BASF bringt seine Kompetenzen in der Kunststofftechnik ein. Bosch kümmert sich um die Verfahrens- und Produktionstechnik. Der Pharmakonzern Merck forscht seit fünf Jahren in der Optoelektronik am Herzstück der Photozelle, die aus Kunststoff besteht und im Druckverfahren zur Solarzelle zusammengefügt werden kann. Schott Solar ist in der Silizium-Technik mit der Fertigung von Wafern, Zellen und Modulen tätig und setzt nun stärker auf die Dünnschichttechnik, die ganz oder teilweise ohne den knappen Rohstoff Silizium auskommt.

Für die Anwender muss die Innovation nicht unbedingt teuer werden. Die anorganischen – also starren – Photovoltaikzellen müssen heute aufwendig in einzelnen Modulen gefertigt werden. Organische Solarfolien hingegen entstehen in Massenproduktion und kommen quasi von der Rolle. Ein Solarmodul kostet heute in der Produktion 350 Euro je Quadratmeter. Mit der organischen Photovoltaik wollen die Initiatoren die Kosten auf weniger als 100 Euro drücken.

„Plastikelektronik“

Bis es so weit ist, haben die Entwickler zwei Herausforderungen zu bewältigen. Zum einen muss der Wirkungsgrad erhöht werden. Mindestens 10 Prozent des einfallenden Lichts, so das Ziel, soll in elektrische Energie umgewandelt werden; heute erreicht der Wirkungsgrad 5 Prozent. Zum anderen gilt es, die Haltbarkeit der Solarzellen zu gewährleisten; sie müssen mehr als 20 Jahre Strom abliefern.

Organische Elektronik – auch schnöde „Plastikelektronik“ genannt – wird die Technik des nächsten Jahrzehnts werden. Daran haben Experten keine Zweifel. Was mit den Solarzellen noch neu klingt, daran arbeiten Entwickler in der Lichtindustrie schon seit Jahren. Organische Leuchtdioden (OLED) gelten als Zukunftsmarkt. Licht, das auf halbleitenden organischen Materialien basiert, kann sparsam und effektiv von Flächen gleichmäßig abgestrahlt werden und ist so vielfältig einsetzbar. In den Kinderschuhen steckt die organische Elektronik noch in anderen Bereichen: Funketiketten (RFID-Chips) sollen künftig genauso von der Folie kommen wie Displays, Tastaturen, Einweg-Diagnosegeräte oder Sensoren als Hautpflaster.

Es gibt Potential für Querschnittstechnik zwischen OLED und organischen Solarzellen. So könnte in ferner Zukunft ein Fernsehgerät als Folie in der Scheibe einer Verandatür eingesetzt sein. Das ist keine Utopie, aber weniger dringlich als ein umweltschonendes Solarkraftwerk im Wolkenkratzer.

Text: F.A.Z.
Bildmaterial: ddp, Helmut Fricke - F.A.Z., Rainer Wohlfahrt - F.A.Z.

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