Seminararbeit Solartechnik - Ein Vergleich

Wie kann die Energiewende im Einklang mit dem Umweltschutz funktionieren? Das fragten sich vier Abiturientinnen und Abiturienten der Emil-Petri-Schule des Marienstifts Arnstadt im Rahmen ihrer Seminarfacharbeit. Miriam Aulich, Finja Kreyßler, Robert Drößler und Florian Beer stellten in ihrem Feldversuch organische Photovoltaik einer Solaranlage aus Silizium gegenüber. Nun gibt es Ergebnisse.

Zehn Quadratmeter organische Solarfolie aus Kohlenwasserstoffverbindungen gegenüber vier Quadratmetern Siliziumsolarpanels: Dies war einen Sommer lang ihre Versuchsfläche an der Emil-Petri-Grundschule. „Uns beschäftigt das Thema Energiewende sehr“, sagen die vier jungen Forscher. „Herkömmliche Solarzellen aus Silizium sind aufgrund begrenzt vorhandener Ressourcen schwieriger zu beschaffen und später auch schlechter zu entsorgen.“ Die Neuentwicklung der Firma Heliatek aus Dresden, eine hauchdünne Solarfolie, könnte hingegen eine vielversprechende Alternative werden. Noch ist sie Forschungsgegenstand und für den privaten Vertrieb noch nicht auf dem Markt. Unternehmen können die Solarfolie jedoch schon kaufen. 

Die Vorteile der Solarfolie liegen auf der Hand: Sie ist deutlich kostengünstiger, benötigt keine seltenen Erden, ist aus Kohlenstoffverbindungen regional hergestellt, recyclebar und passt sich nahezu jeder Oberfläche an.

Ist sie also eine wirkliche Option? Mehrere Wochen lang hat die Gruppe Daten erhoben und ausgewertet, Thesen aufgestellt, diese bestätigen können und zum Teil auch widerlegen müssen. Die Schülerinnen und Schüler haben erneuerbare Energien in energie-autarken Gewerbeparks besichtigt und sind tief ins Thema Energiewende eingestiegen. Sie ließen Wetter und Außentemperatur in ihre Ergebnisse einfließen, die Haltbarkeit der Solarflächen (organisch: rund zehn Jahre vs. Siliziumsolar: 25 Jahre), aber auch den offenkundig größten Nachteil der organischen Anlage einfließen: Durch ihren geringeren Wirkungsgrad (10-15 Prozent vs. 20 Prozent bei Siliziumsolar) ist sie nicht so effizient wie herkömmliche Photovoltaik – ein Fakt, der durch größere Flächen, etwa Dächer, ausgeglichen werden muss.

So klein die Versuchsfläche an der Grundschule auch war, haben beide Solarmodule durchschnittlich bis zu 4 kWh Energie am Tag produziert. Anhand ihrer Messungen stellte die Schülergruppe fest: Bei leichter Bewölkung steigt aufgrund der Lichtreflexion der Ertrag.

Letztlich kommen die vier Abiturienten zum Ergebnis, dass organischen Photovoltaik derzeit noch keine tragfähige Option ist. „Unser Vergleich war noch zu früh“, sagen sie. „Wenn das System künftig ausgereift ist und zudem die Speicherfähigkeit in Batterien und Akkus verbessert wird, kann organische Photovoltaik mit ihren zahlreichen Vorteilen ihren Beitrag zur Energiewende leisten.“

Eine Einschätzung, die Sven Krusche von Heliatek teilt: "Wir sehen uns selbst als eine ergänzende Lösung und möchten Märkte bedienen, die bisher wenig Beachtung fanden. Unser Ziel ist eine deutliche Effizienzsteigerung."

In der Emil-Petri-Schule stellt sich indes eine neue Aufgabe: Wie kann das nun abgeschlossene Projekt weiter optimiert und langfristig genutzt werden? Vielleicht wird dies das Thema einer neuen Projektgruppe. Am Ergebnis ist neben der Schule auch Friedrich Reinhard Wilke, Geschäftsführer der Stadtwerke Arnstadt, interessiert. Er hatte als einer der Sponsoren das abschließende Kolloquium der Abiturienten besucht. „Ich finde diese Arbeit sehr interessant und würde eine Weiterentwicklung begrüßen.“

Unterstützt wurde die Seminarfachgruppe von den Stadtwerken Arnstadt, Stahlbau Wölk und Installationsbau Läbe.