Solarzelle kombiniert mit Superkondensator stellt Tag und Nacht Strom bereit

Am Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology in Südkorea wurde ein spezieller Kondensator entwickelt, der direkt in die Elektronik von Solarzellen integriert ist. Auf diese Weise ist es den Forschenden gelungen, der Strom einer Photovoltaikanlage abseits einer Stromnetzanbindung vor Ort zu nutzen.

Insbesondere bedeutet das, dass die eingesammelte Energie der Sonne erst dann verbraucht werden muss, wenn sie tatsächlich benötigt wird. Zudem besitzt der speziell entwickelte Kondensator eine so hohe Leistungsdichte, dass er sogar zum Schnellladen großer Akkus eingesetzt werden kann.

Hierfür kommt ein spezieller Nickelschaum zum Einsatz, ergänzt um Mangan, Cobalt, Kupfer, Eisen und Zink. Das Ergebnis sind eine stark erhöhte Leitfähigkeit und Stabilität der Elektroden. Genau das führt auch zu der starken Energiedichte von über 35 Wattstunden je Kilogramm. Für einen Akkumulator wäre dies ein schlechter Wert. Für einen Kondensator liegt der Wert etwa dreimal so hoch wie bei vorherigen Experimenten.

Viel entscheidender ist bei einem Superkondensator aber ohnehin der Blick auf die Leistungsdichte, die mit 2,5 Kilowatt und bei einer anderen Anordnung sogar 12,3 Kilowatt pro Kilogramm überragend hoch ausfällt.

Lebensdauer auf dem Niveau von Solarzellen

Hinzu kommt eine Haltbarkeit von deutlich über 5.000 Ladezyklen, da laut Studie die Restkapazität auch danach noch bei 87,1 Prozent lag. Wobei solche Ultrakondensatoren oder Supercaps auch wesentlich länger durchhalten, wenn sie weniger beansprucht sind.

Je nach Bedingungen werden in Tests auch 100.000 Zyklen erreicht. Bei einer 20 oder 25 Jahre lang nutzbaren Photovoltaikanlage dürfte der Kondensator also kein Problem haben, mitzuhalten.

Wegen des typischen Spannungsverlustes und weiterer Verluste im Aufbau des Systems liegt die Effizienz derzeit noch bei knapp über 5 Prozent, deutlich weniger als bei einer simplen Solarzelle.

Und dennoch ergeben sich diverse Einsatzmöglichkeiten. So wäre ein netzunabhängiger Einsatz denkbar, wenn Strom auch dann verfügbar sein muss, wenn keine Sonne scheint. Auch die Bereitstellung der gesammelten Energie in Phasen hohen Strombedarfs ist denkbar. Und nicht zuletzt erlaubt die extrem hohe Leistung das direkte Schnellladen großer Akkus direkt aus Solarstrom.