Solar-Reports:

• Photovoltaik-Trends 2010: Weltweites Wachstum; Verunsicherung auf dem deutschen Markt
• Solar unterstütztes Heizen und Kühlen von Gebäuden: Technik, Märkte und Perspektiven
• Photovoltaik-Markt der USA wird bis 2012 die Nachfrage weltweit anführen
• Farbstoff-Solarzellen und Organische Photovoltaik: Dritte Generation der Dünnschicht-Technologie vor dem Durchbruch
• Konzentrierte solarthermische Energie: enorme Potenziale in der MENA-Region
• Die Kosten politischer Risiken: Empirische Studie untersucht Investitionsbereitschaft europäischer Photovoltaik-Projektentwickler

Intersolar 2006: Solartechnik und Nachfrage auf Spitzenniveau

von Rolf Hug
10.07.2006

Die Solarbranche wächst rasch und stetig – und mit ihr die internationale Fachmesse Intersolar. Mit einem Aussteller-Plus von 22 % und einem Besucherwachstum um 21 % belegte die Intersolar 2006, dass der Solar-Boom ungebrochen ist. Die Ausstellungsfläche der europäischen Leitmesse für Solartechnik war im Vergleich zum Vorjahr um 50 % gewachsen; Unternehmen aus 27 Nationen präsentierten auf 26.000 Quadratmetern neue Produkte der internationalen Solarbranche. Experten aus 80 Ländern trafen sich in Deutschlands "Solar-Hauptstadt" Freiburg und sorgten für positive Stimmung bei den Ausstellern: Die Nachfrage nach Solartechnik war beeindruckend, sind sich die deutschen und internationalen Unternehmen einig.

Der Solar-Report blickt zurück auf eine Messe, welche die Erwartungen der Veranstalter - und der Aussteller - weit übertroffen hat. Er beleuchtet die wichtigsten Branchentrends und zeigt die Perspektiven für Solarstrom, Solarwärme und solares Bauen.
Schwerpunkte sind die Marktentwicklung, Dünnschicht-Photovoltaik, solare Heizungsunterstützung und solare Klimatisierung. Außerdem stellen wir das spektakuläre Projekt "SolarImpulse" vor, ein nur mit Solarstrom angetriebenes Flugzeug, das die Erde in 20 Tagen umrunden soll.

Wie die Photovoltaikindustrie, die noch immer mit einem vorübergehenden Rohstoffengpass zu kämpfen hat, muss auch die Intersolar infrastrukturelle Herausforderungen bewältigen. Das anhaltende Wachstum der Messe macht einen Wechsel an einen neuen Standort im Jahr 2008 erforderlich: Die Freiburger Ausstellungsflächen können nicht mit der Nachfrage mithalten, trotz eines Hallenneubaus, der zusätzliche 8.000 Quadratmeter brachte. Auch an einem neuen Standort wird die Intersolar gemeinsam von der Freiburg Wirtschaft Touristik und Messe GmbH und der Pforzheimer Solar Promotion GmbH veranstaltet werden. Derzeit prüft Solar Promotion-Geschäftsführer Markus Elsässer, Initiator der Intersolar, die Angebote renommierter Messestandorte; eine Entscheidung soll nach der Sommerpause fallen.

Dynamischer internationaler Markt und innovative Technik

Die internationale Bedeutung der Freiburger Fachmesse lässt sich an der wiederum gewachsenen Zahl der Interessenten aus aller Welt ablesen: Fast jeder dritte Besucher kam aus dem Ausland. Kein Wunder, denn der Weltmarkt für Technik zur Nutzung der Sonnenenergie wird nach Einschätzung des Bundesverbandes Solarwirtschaft (BSW) von aktuell acht Milliarden Euro bis zum Jahr 2010 auf über 20 Milliarden Euro wachsen. Auf lange Sicht halten Experten sogar eine Weltmarktvolumen von 300 Milliarden Euro für möglich, denn die Preise herkömmlicher Energien steigen ständig – und die Solartechnik wird immer günstiger.

Das gelte auch für Solarstromanlagen, bei denen die Preissenkung eine Verschnaufpause eingelegt habe, sagt BSW-Geschäftsführer Carsten Körnig. Die Modulpreise hätten ihren Zenit erreicht und würden in wenigen Monaten, sicher aber im kommenden Jahr um rund 5 % sinken. Dafür sorgten der internationale Wettbewerb und die sinkende Einspeisevergütung für Solarstrom nach dem Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG), denen die Hersteller mit zunehmender Massenproduktion und technologischem Fortschritt begegneten.

Jede vierte Solarzelle kommt aus Deutschland

Deutschland wird als Standort für die Solarindustrie immer attraktiver. Schon heute wird in 150 Fabriken Solartechnik zur Wärme- und Stromproduktion hergestellt. Neue Solar-Unternehmen errichten Produktionsstätten hauptsächlich in Ostdeutschland, vor allem in Thüringen, Sachsen, Sachsen-Anhalt und Brandenburg. Die deutschen Photovoltaikunternehmen sind für das Wachstum bestens gerüstet, sie konnten bereits im vergangenen Jahr die Produktion von Solarzellen um 67 % steigern und erhebliche Weltmarktanteile gewinnen. Mittlerweile stammen über ein Viertel aller weltweit installierten Solarzellen und mehr als 40 % der Wechselrichter aus Deutschland. Auch dieses Jahr erwartet der BSW Produktionssteigerungen im zweistelligen Prozentbereich.
Solarwärme weltweit bedeutendste erneuerbare Energiequelle

Der Nutzen der Solarthermie wird immer augenfälliger: Die explodierenden Heizkosten machten die Sonne bei deutschen Eigenheimbesitzern zur beliebtesten Wärmequelle – ein Trend der auch in Österreich, Griechenland, Frankreich und Spanien zu erkennen ist. Laut aktueller Informationen des Europäischen Solarwärmeindustrieverbandes ESTIF wurden 2005 in Europa knapp 1.400 Megawatt Solarwärmeleistung neu installiert, das sind 26 % mehr als im Vorjahr. Die ersten Zahlen der Internationalen Energieagentur für 2005 belegen, das die Solarwärme inzwischen die weltweit führende erneuerbare Energiequelle ist. Mit einer global installierten Leistung von 115 Gigawatt rangiert sie vor der Windenergie (60 GW) und der Erdwärme (10 GW).

Deutschland wird zum "Solar Valley"

Allein für die photovoltaische Dünnschichttechnologie als Ressourcen sparender Alternative zur Silizium-Solarzelle werden derzeit in Deutschland über zehn neue Fertigungsstätten gebaut. Mit hochmoderner Produktionstechnik sollen hier besonders dünne und damit preisgünstige Solarzellen und Solarmodule auf der Basis von Silizium und anderen Halbleitermaterialien produziert werden. "Deutschland wird zum Solar Valley und ist erfolgreich dabei, seine Technologieführerschaft in wachsende Markterfolge umzusetzen. Die Herzstücke einer Solaranlage kommen zunehmend aus deutscher Produktion", beschreibt Carsten Körnig die Aktivität der Branche.

In die neuen Fabriken werden die Unternehmen in diesem und dem kommenden Jahr insgesamt rund 500 Millionen Euro investieren, zum Beispiel die Schott Solar GmbH in Jena, die Odersun AG und First Solar Manufacturing GmbH in Frankfurt/Oder, die Johanna Solar Technology GmbH in Brandenburg an der Havel, die Sulfurcell Solartechnik GmbH in Berlin, die Würth Solar GmbH & Co. KG in Schwäbisch Hall und die CSG Solar AG in Thalheim.
Die gesamte deutsche Solarbranche hat nach Angaben des BSW im vergangenen Jahr rund eine Milliarde Euro investiert und damit das Investitionsvolumen gegenüber 2004 verdoppelt. Inzwischen arbeiten hier zu Lande etwa 45.000 Beschäftigte für die Nutzung der Sonnenenergie, langfristig erwartet der BSW 200.000, meist hochqualifizierte Arbeitsplätze in der deutschen Solarwirtschaft.

Einspeisevergütungen eröffnen neue Märkte

Da sich in naher Zukunft auch im Ausland ein Solarboom abzeichnet und das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) mit ähnlich attraktiven Solarstrom-Einspeisevergütungen wie in Deutschland von immer mehr Ländern Europas als Best-Practice-Modell übernommen wird, verstärken die Solarunternehmen derzeit ihre Exportaktivitäten, beispielsweise in Spanien, Italien, Frankreich und Griechenland. Mit wachsenden Auslandsmärkten in Südeuropa, aber auch in Asien und in den USA, können die Kosten der Photovoltaik-Markteinführung auf immer mehr Schultern verteilt werden.

Allein für Spanien und die USA erwarten Experten eine Verzehnfachung des Marktes bis zum Jahr 2010. Damit steigen die Exportchancen für Solartechnik "made in germany" beträchtlich. Nach Informationen des BSW sind inzwischen 90 Prozent der Hersteller, Zulieferer und Fachgroßhändler auch im Ausland aktiv. Ziel der Branche ist, die Exportrate von Solarzellen von derzeit rund 35 Prozent in den nächsten Jahren zu verdoppeln.

Dünnschichttechnologie verstärkt Technologie-Wettbewerb

Einer der deutlichsten Trends, die auf der Intersolar und besonders auf dem einen Tag vor der Messe von über 200 Experten besuchten Photovoltaik-Industrieform zu erkennen waren, ist das Bestreben der Hersteller, den gegenwärtig knappen und teuren Rohstoff Silizium zu sparen. Immer dünnere Silizium-Solarzellen, aber auch Zellen aus alternativen Halbleitermaterialien wurden entwickelt und sind mittlerweile reif für die industrielle Massenfertigung. Im Wettbewerb um die besten und günstigsten technischen Lösungen werden sie künftig zur Wettbewerbsfähigkeit von Solarstrom mit der konventionellen Energieerzeugung beitragen.

Ein Beispiel für die Leistungsfähigkeit der Silizium-Alternativen ist die industrielle Großserienproduktion von Solarmodulen auf der Basis von Kupfer-Indium-Diselenid (CuInSe2, kurz: CIS), die der Hersteller Würth Solar im Herbst 2006 starten wird. Im baden-württembergischen Schwäbisch Hall werden dann jährlich rund 200.000 CIS-Module mit einer Kapazität von 14,8 MW vom Band laufen, mit einem stabilen Wirkungsgrad von über 11 Prozent.

Systemanbieter wie die Conergy AG treiben die kommerzielle Entwicklung der innovativen Technologie voran: Conergy bietet ein modular aufgebautes System aus Hochleistungs-Sonnenkollektoren, Kältemaschine und Pufferspeicher, denn obwohl die solare Kühlung prinzipiell kein Speicherproblem kennt, da der Kühlungsbedarf einhergeht mit der intensivsten Sonneneinstrahlung, macht erst die Kombination von Kühlung und Heizung ein Solar Coooling-System auch in Deutschland interessant. Für ein erste Auslegung der solaren Kühlung bietet das Unternehmen seinen Kunden eine übersichtliche technische Planungshilfe an, betont jedoch, dass für eine genaue Dimensionierung immer eine ausführliche Projektierung durchgeführt werden muss.

Zusätzliche Information zur solaren Kühlung finden Sie in der Literaturliste am Ende des Solar-Reports

SolarImpulse: Nur mit der Energie der Sonne
in 20 Tagen um die Erde fliegen

Mit dem Solarflugzeug „SolarImpulse“ will der Abenteurer Bertrand Piccard die Geschichte der solaren Luftfahrt neu schreiben – und allein mit Sonnenenergie in rund 20 Tagen um die Welt fliegen. Hierfür wird er weder Kerosin verbrauchen, noch werden Abgase produziert.
Die Energie für den Antrieb werden Solarzellen liefern, welche die Tragflächen des Flugzeugs fast komplett bedecken. Mit einer Spannweite von 80 Metern fällt SolarImpulse so groß aus wie ein Airbus 380, es wird aber nicht 560 Tonnen schwer sein, wie das modernste Passagierflugzeug, sondern "nur" zwei Tonnen wiegen.
" Viele Menschen befürchten, dass ihre Mobilität durch erneuerbare Energien eingeschränkt wird, wir werden das Gegenteil beweisen" sagt Piccard, der bereits 1999 als erster Mensch mit einem Heißluftballon non-stop um die Welt flog. SolarImpulse dient als Symbol, um die Öffentlichkeit für erneuerbare Energien zu begeistern. Außerdem soll es die Technologie voranbringen von Solarzellen, Energiemanagement und Speicher.

Gemeinsam mit der Sputnik AG, einem der ersten Sponsoren, die aus der Solarbranche kommen, und Christophe Ballif, Professor am Institut für Mikrotechnologie der Universität Neuchâtel, präsentierte SolarImpulse-Pilot André Borschberg das ehrgeizige Vorhaben auf der Intersolar 2006. Die Machbarkeit des Projekts wurde bereits in einer Studie bewiesen. Derzeit wird der Prototyp entwickelt; in zwei Jahren soll er fliegen. Die Erdumrundung ist für Mai 2011 geplant.

Neben dem 48-Jährigen Psychiater Piccard wird der 53-Jährige Ingenieur André Borschberg als Pilot mit dabei sein. Die Route führt die beiden von den Vereinigten Arabischen Emiraten über Indien, China, den Pazifischen Ozean und Hawaii bis in die USA; von dort quer über den Atlantik nach Europa, und wieder zurück in die Vereinigten Arabischen Emirate. Vier Zwischenstopps für den Pilotenwechsel sind in China und Hawaii, den USA und in Europa geplant.

Solarzellen und Energiemanagement auf das Äußerste optimiert

Es sei nicht einfach, für das anspruchsvolle Projekt die passenden Solarzellen zu finden, erklärt der Photovoltaikexperte Professor Christophe Ballif: "Man muss den richtigen Kompromiss finden und dabei verschiedene Kriterien berücksichtigen, wie beispielsweise den Wirkungsgrad, die thermomechanische Stabilität, das Gewicht, die Zuverlässigkeit und die Kosten", so der Leiter des Photovoltaiklabors der Universität Neuchâtel. Die ideale Solarzelle für diese Anwendungen gebe es noch nicht. Sie sollte einen Wirkungsgrad von 35 Prozent haben, kostengünstig und nur ein paar Mikrometer dünn sein. Zudem sollte sie in ein System beziehungsweise eine Folie integrierbar sein, die allen auf dem Flug gegebenen Einflüssen widersteht, wie beispielsweise der UV-Strahlung oder der Weltraumstrahlung. "Für SolarImpulse könnte der ideale Kompromiss so aussehen: dünne, hoch effiziente, monokristalline Siliziumsolarzellen mit einem Wirkungsgrad von rund 20 Prozent", fasst Ballif zusammen.

Energieoptimierung per MPP-Tracker

SolarImpulse ist das erste bemannte Solarflugzeug, das über Nacht in der Luft bleiben soll. "Der Nachtflug ist der limitierende Faktor. Der Erfolg des Projekts hängt von der Energieoptimierung und der Gewichtsreduktion ab", erläutert Pilot Borschberg. Hier hilft der Wechselrichterhersteller Sputnik. "Wir unterstützen das Projekt SolarImpulse nicht nur finanziell, sondern vor allem mit Know-how, indem wir unsere Wechselrichtertechnologie auf die solare Luftfahrt übertragen", erklärt Sputnik-Geschäftsleiter Christoph von Bergen. In das Batteriemanagementsystem von SolarImpulse wird ein so genannter MPP-Tracker integriert, den Sputnik für die Wechselrichter von Solarstromanlagen entwickelt hat.

"Sputniks Beteiligung ist sehr wichtig, um das Projekt durchführen zu können. Sputnik verfügt über sehr viel Know-how und sehr gute Produkte im Bereich MPP-Tracking. Dies ist unerlässlich für die Optimierung unserer Energiekette", erklärt Bertrand Piccard. "Wir wissen nicht, ob die Flugzeuge der Zukunft mit Photovoltaik fliegen werden, aber wir erschließen einen neuen Weg. Der erste Schritt in diese Richtung wird jetzt erreicht", ergänzt André Borschberg.

Der Prototyp von SolarImpulse wird gegenwärtig entwickelt; in zwei Jahren soll das beeindruckende Beispiel für die Potenziale von Solarzellen fliegen. Bereits in einem Jahr findet die Intersolar vom 21. bis 23. Juni 2007 zum letzten Mal in Freiburg statt. Im Vorfeld der Messe macht die estec 2007 den Auftakt, Europas wichtigste internationale Solarthermie-Industriekonferenz.

Weiterführende Informationen:

• In einem Solarserver-Interview erläutert André Borschberg die Pläne des SolarImpulse-Teams unter SolarImpulse: Nur mit der Energie der Sonne
  in 20 Tagen um die Erde fliegen
  
• Über die solare Klimatisierung berichten die Beiträge
  "Klimatisieren mit Sonne und Wärme" und
• "Mit Sonnenwärme kühlen"
• Den aktuellen Stand der Dünnschicht-Technologie fasst der Solar-Report Juni 2006 zusammen: "Dünnschicht-Solartechnik: Neue Technologien zur Kostensenkung der Photovoltaik"
• Grundlagen und Innovation bei kristallinen Solarzellen beschreibt der Solar-Report vom März 2006 "Photovoltaik-Forschung und -Entwicklung: Innovationen bei Solarzellen und Modulen"