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Neue Solarpanels des Lausanner Start-ups Insolight brechen mit einem Energieertrag von 29 Prozent den Weltrekord. Denn gewöhnliche Panels erzielen lediglich einen Ertrag von 17 bis 19 Prozent.
Alle Solarzellen sehen von aussen fast gleich aus: gleiche Grösse, gleiche Dicke und sogar das gleiche Installationssystem. Im Inneren zeichnen sich die vom EPFL-Spin-off Insolight entwickelten Solarmodule jedoch aus. Sie liefern einen Energieertrag von 29 Prozent – fast doppelt so viel wie die anderen derzeit auf dem Markt befindlichen Solarzellen, die Erträge von 17–19 Prozent erzielen. Die Panels von Insolight, die kürzlich von einem unabhängigen Labor getestet wurden, verwenden ein patentiertes optisches System, das das Sonnenlicht auf eine Art Miniatur-Photovoltaikzelle konzentriert, die normalerweise in Satelliten verwendet wird.
Effizienzsteigerung bei gleichzeitiger Kostendämpfung
Studien haben gezeigt, dass der durchschnittliche Ertrag kommerzieller Solarmodule seit den 2000er-Jahren nur um 3,5 Prozent gestiegen ist und ein Plateau zu erreichen schien. Aber die drei Gründer von Insolight – Mathieu Ackermann, Laurent Coulot und Florian Gerlich – wollten die Erträge weiter steigern und beschlossen, etwas ganz anderes auszuprobieren: Wohn-Solarzellen zu bauen, die die gleichen Zellen verwenden, die in Satelliten verwendet werden, welche sehr effizient, aber auch teuer sind. Um die Kosten niedrig zu halten, entwickelten sie ein Schutzglas, auf dem optische Linsen platziert werden können. Diese bündeln das Sonnenlicht um das 100-fache und lenken es auf die winzige Oberfläche der Hochleistungszellen. Das bedeutet, dass die Zellen weniger als 0,5 Prozent der Solarpaneeloberfläche einnehmen müssen. Die Gründer entwickelten auch einen Mechanismus, der die Zellen horizontal um wenige Millimeter nach vorne bewegen kann, um dem Sonnenlicht den ganzen Tag über zu folgen.
Da die Zellen nur einen winzigen Bruchteil der Oberfläche des Solarmoduls einnehmen, kann das System von Insolight sogar auf herkömmlichen Solarmodulen installiert werden, um deren Erträge zu steigern. «Dieser hybride Ansatz ist besonders effektiv, wenn es bewölkt ist und das Sonnenlicht weniger konzentriert ist, da er auch bei diffuser Lichtstrahlung Energie erzeugen kann», sagt Ackermann, CTO von Insolight.
Das ultradünne System hat das gleiche Aussehen und die gleiche Form wie normale Dachpaneele und kann auf die gleiche Weise installiert werden. «Die eigentliche Herausforderung für den Handel besteht darin, die Renditen zu steigern, ohne die Kosten zu sehr zu drücken. Gleichzeitig müssen die Geräte robust und einfach installiert werden können», meint Coulot, CEO des Unternehmens.
Die Technologie von Insolight hat vor zwei Jahren erstmals einen Rekord in Labortests aufgestellt, als sie eine Ausbeute von 36 Prozent erreichte. Inzwischen ist das System für die Massenproduktion mit einer Ausbeute von 29 Prozent standardisiert – weit über den Ergebnissen der Mitbewerber, wie Tests des Institute of Solar Energy an der Technischen Universität Madrid (IES-UPM) bestätigen.
Das System wurde ein ganzes Jahr lang auf Dächern an einem EPFL-Pilotstandort getestet. «Unsere Panels wurden an das Stromnetz angeschlossen und ständig überwacht. Sie arbeiteten problemlos bei Hitze, Stürmen und Winterwetter», erklärt Ackermann stolz.
Senkung der Energiekosten um 30 Prozent
Nach Ansicht der Gründer bieten die Solarmodule von Insolight einen besseren Return on Investment als konkurrierende Lösungen. «Unsere Technologie kann die Energiekosten der Haushalte in sonnigen Regionen um bis zu 30 Prozent senken», sagt Coulot. Diese Berechnung – durchgeführt gemäss branchenüblicher Praxis – berücksichtigt Kosten, Nutzungsdauer und Ertrag der Panels sowie lokale Energiekosten, Wetterbedingungen, Fremdkapitalkosten sowie Wartungs- und Reinigungskosten.
Die drei Gründer des Unternehmens trafen sich während ihres Studiums an der EPFL und gründeten ihr Unternehmen im Innovationspark der Schule. Heute sind sie im Gespräch mit mehreren Herstellern von Solarmodulen, um ihre Technologie zu lizenzieren. «Die Herstellung unserer Paneele erfordert einige zusätzliche Schritte während der Montagephase. Diese Schritte könnten bis zum Ende der Standardproduktionsprozesse angegangen werden», sagt Coulot. Das Unternehmen plant, sein erstes Produkt im Jahr 2022 auf den Markt zu bringen.
Referenzen
Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE, Photovoltaics Report, February 2018