Tauchen für Energie: Solarenergie erreicht zehn Meter unter den Wellen

Die unaufhaltsame Expansion der Solartechnologie hat offiziell kein trockenes Land mehr. Nach der Eroberung von Vorstadtdächern, alpinen Hängen und besten landwirtschaftlichen Böden hat die grüne Ingenieurkunst nun – buchstäblich – den Sprung in die Tiefen des Ozeans gewagt. Ein Forscherteam demonstrierte kürzlich in der Wissenschaftszeitschrift Joule, dass Photovoltaikanlagen zehn Meter unter der Oberfläche des Südchinesischen Meeres betrieben werden können. Es ist eine beeindruckende Ingenieursleistung, auch wenn sie unsere kollektive Besessenheit unterstreicht, Energielösungen an immer exotischeren Orten zu finden.

In einer Tiefe von zehn Metern absorbiert und streut Meerwasser den Großteil der Sonneneinstrahlung. Standard-Silizium-Paneele sind unter solch schwachen Bedingungen nutzlos. Um dies zu umgehen, wandten sich Wissenschaftler der Yunnan University und der Southwest United Graduate School Perowskiten zu, alternativen Materialien, deren Lichtabsorptionsprofile fein abgestimmt werden können. Da blaue und grüne Wellenlängen tiefer in die Wassersäule eindringen, wurden die spezialisierten Perowskit-Zellen so konstruiert, dass sie genau diese Bänder nutzen. In Laborsimulationen erreichte das Design untergetaucht einen Wirkungsgrad von rund 35 Prozent.

Der Praxistest vor den Weizhou-Inseln lieferte bescheidenere Zahlen. Über zwei Stunden in zehn Metern Tiefe erzeugte eine 115 Quadratzentimeter große Anordnung 324 Millwattstunden Strom. Das ist ungefähr ein Bruchteil dessen, was ein Standard-Akku speichern kann. Doch für autonome Meeressensoren, Unterwasserkameras und Fernüberwachungsgeräte könnten solche Erhaltungsladungen transformativ sein. Anstatt Instrumente nur zum Batteriewechsel an die Oberfläche zu ziehen, könnten Ozeanographen sie bald bis zu fünfeinhalb Jahre untergetaucht lassen, so Belastungstests, die 1.160 Stunden Unterwasserbelastung simulierten.

Dieses Unterwasser-Experiment ist nur das jüngste Kapitel im weltweiten Bestreben, Solarpaneele in jede erdenkliche Nische zu zwängen. In der Schweiz sind Ingenieure damit beschäftigt, Eisenbahngleise mit abnehmbaren Solaranlagen zu säumen, um die bestehende Infrastruktur in einer typischen Demonstration geordneten Schweizer Pragmatismus zu nutzen. Unterdessen wurden im norwegischen Svalbard-Archipel Solarpaneele installiert, um eine abgelegene arktische Radiostation zu versorgen, wodurch die Anlage Dieselgeneratoren ersetzen kann. Es birgt eine gewisse Ironie, dass Norwegen solche ideologischen grünen Projekte im eisigen Norden so enthusiastisch umsetzt, wenn man bedenkt, dass der beneidenswerte Wohlstand des Landes weiterhin vollständig durch massive Offshore-Öl- und Gasreserven gesichert ist.

Untergetauchte Solarpaneele werden die globale Energiewende sicherlich nicht lösen, noch ist dies ihre Absicht. Sie stellen eine spezialisierte Antwort auf ein spezifisches technisches Problem dar: abgelegene Meeres-Elektronik ohne ständige menschliche Intervention am Leben zu erhalten. Die Forscher planen nun zu testen, wie tief diese Zellen sinken können, bevor das Licht und die wirtschaftliche Begründung vollständig schwinden.

Verfasst von Christiane Hofreiter christiane.hofreiter@alpineweekly.com