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Erneuerbare Energien
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Ohne Verbindungsstecker kein Solarstrom
Sie sind klein, sehr klein: Dichtungsringe in Solarsteckern. Aber unverzichtbar, um Strom zu gewinnen. Warum sie in jeder Anlage zu finden sind – und Sonnenenergie aus der Wüste so kompliziert ist.
Ein Tag im Frühling: Es ist bewölkt, kühl, und es weht ein leichter Wind. Als sich aber ein Loch in den Wolken auftut und die Sonne hervortritt, wird es schlagartig wärmer. Die Sonne spendet nicht nur Licht, sie spendet auch Wärme. Diese Entdeckung hat die Menschheit schon früh dazu gebracht, die Energie der Sonne für sich zu nutzen: Im antiken Griechenland baute man Häuser so, dass sie sich durch die Sonne erwärmten.
Marcel Schreiner
Marcel Schreiner ist Global Segment Director für den Bereich Energie bei Freudenberg Sealing Technologies. Gemeinsam mit seinem Team ist er zuständig für die Vertriebsaktivitäten im Bereich Energietechnik und betreut Kunden aus aller Welt. „Die Technologien besonders im Bereich erneuerbare Energie entwickeln sich dynamisch“, sagt Schreiner: „Deshalb ist es besonders wichtig flexibel zu bleiben und eng mit den Kunden zusammenzuarbeiten."
Heute ist die Sonne eine der wichtigsten Energiequellen in der Energiewende: Photovoltaikanlagen sind so flexibel, dass sie auf fast jeder freien Fläche aufgestellt werden können. „Die Solarenergie-Branche wächst in rasantem Tempo“, erklärt Marcel Schreiner, Global Segment Director, Energy, Freudenberg Sealing Technologies. Die Solarpanels, die Sonnenlicht in Energie umwandeln, sind in einzelne Photovoltaikzellen aufgeteilt. In der Regel bestehen sie aus Halbleitern – wie beispielsweise Silizium. Wenn Sonnenlicht auf die Zellen trifft, absorbieren die Halbleitermaterialien die Photonen des Lichts. Die Elektronen innerhalb des Materials reagieren. Einige werden so aus ihren Bindungen gelöst und wandern in einen elektrischen Stromkreis innerhalb des Solarpanels: Ein Stromfluss entsteht.
Solarpanels: Verbindungsstecker ermöglichen Stromfluss
Zusammen bilden einzelne Panels eine Solaranlage. Es sind spezielle Stecker nötig, um die Solarpanels miteinander und die Anlage mit dem Stromnetz zu verbinden. Die Steckverbindungen haben besonders leitende Kontakte, sodass selbst bei einem Defekt innerhalb des Panels der Strom in der Anlage weiter fließen kann. „Sonst wäre das wie bei der Weihnachtsbaumbeleuchtung von früher“, erklärt Schreiner: „Die waren auch in Reihe geschaltet, und wenn da ein Lämpchen ausfiel, wurde es schnell finster.“ Um dieses entscheidende Verbindungsteil innerhalb der Anlage zu sichern, ist der Stecker rundum abgedichtet – häufig mit einer Dichtung von Freudenberg Sealing Technologies.
„Die Dichtung muss vor allem dafür sorgen, dass nichts von außen in den Stecker eindringt, insbesondere Wasser“, sagt Schreiner. Denn Feuchtigkeit im Stecker kann zu einer Korrosion des Kontaktes führen: „Spätestens dann habe ich eine Verlustleistung in der Kontaktübertragung.“ Und Verlustleistung in einem Solarmodul reduziert die Effizienz der Solaranlage und erzeugt Wärme, die im schlimmsten Fall zu einem Brand führt. „Die Dichtung ist ein Sicherheitsaspekt im doppelten Sinne: Sie gewährleistet die Stromleistung des Moduls und vermindert die Brandgefahr“, erklärt Schreiner.
Die Dichtung ist ein Sicherheitsaspekt im doppelten Sinne: Sie gewährleistet die Stromleistung des Moduls und vermindert die Brandgefahr.
Kleine Dichtungen machen das Solarpanel wasserdicht
Die Dichtungsringe bestehen aus einem Silikon und haben nur etwa sieben Millimeter Durchmesser. „Aber die haben es in sich“, unterstreicht Schreiner. Das Produkt sei darauf ausgelegt, die gesamte Lebenszeit des Steckers abzudecken. Die genaue Zeitspanne hänge auch von den Außenbedingungen am Standort der Solaranlage ab: „In Europa sind die ersten Panels auf den Hausdächern nun auch schon um die 20 Jahre im Einsatz.“ Das halte die Dichtung problemlos aus. Da die Anlagen ohne Solarstecker nicht funktionieren, ist die Nachfrage nach den Steckern und ihren Dichtungen besonders hoch. „Wir sprechen hier von der Herstellung von mehreren 100 Millionen Dichtungen im Jahr“, sagt Schreiner. „Da ist keine Zeit für Fehler.“ Im Herstellungsprozess setzt Freudenberg Sealing Technologies deshalb auf Automatisierung und Qualitätssicherung. Die Dichtung sichere schließlich den Stromfluss in der gesamten Anlage. „Da machen wir keine Kompromisse bei der Qualität“, sagt er.
„Es ist zwar nur ein sehr kleines Produkt, aber es ist relevant, um Solarenergie zu erzeugen.“ Dabei mache es keinen Unterschied, wo die Solaranlage aufgebaut werde. „Die Dichtung und die Stecker sind die gleichen, ob die Anlage nun auf einem Hausdach in Nordeuropa installiert wird oder in der Sahara“, erklärt Schreiner. Allerdings sind Stecker in einer Wüstenregion einer härteren Belastung ausgesetzt: UV-Licht, Hitze und Trockenheit könnten dazu beitragen, dass die Stecker porös werden. Auf die Dichtung, die sich ja innerhalb des Steckers befindet, haben diese Faktoren immerhin weniger Einfluss.
Desertec: Die Probleme mit dem Strom aus der Wüste
Wenn aber die Solarmodule in der Hitze einer Wüste genauso gut funktionieren wie auf den heimischen Hausdächern, warum wird dann nicht bereits die ganze Welt mit grünem Wüstenstrom versorgt? Diese Frage stellten sich im Jahr 2004 auch die Gründungsmitglieder des Projekts Desertec. In der Sahara sollten große Anlagen für Solarstrom entstehen, der dann anschließend nach Europa exportiert wird. Doch bereits fünf Jahre nach der Gründung stiegen die ersten großen Firmen wieder aus dem Projekt aus. Es war ein Streit darüber entbrannt, wie genau eigentlich der grüne Strom nach Europa gelangen sollte.
Simmerring® für Solarmodule
© Shutterstock/BELL KA PANG
Um möglichst viel Sonnenlicht abzufangen, sind Solarpanels häufig mit Getrieben ausgestattet, damit sie sich mit der Sonne drehen können. Die Getriebe müssen wirksam gegen Schmutz und Feuchtigkeit abgedichtet werden. Beispielsweise mit dem Simmerring® von Freudenberg Sealing Technologies.
Denn darin liegt das bisher ungelöste Problem mit dem Wüstenstrom: Um die immensen Mengen an Energie vom Erzeugungsort in der Sahara in die europäischen Stromnetze zu leiten, müssen Stromkabel unter dem Mittelmeer verlegt werden. Zwei davon existieren bereits in der Meerenge von Gibraltar und transportieren grünen Strom von Marokko nach Spanien. Um die geplanten Desertec-Strommengen nach Europa zu exportieren, bräuchte man theoretisch mindestens 500 solcher Kabel. Außerdem kommt es zu einem Energieverlust bei der Übertragung von Strom über lange Entfernungen. Früh mussten sich Ingenieure und Investoren eingestehen, dass dem Transport von Wüstenstrom finanzielle und auch physikalische Grenzen gesetzt waren.
Alternative: Grüner Wasserstoff
Doch die Idee, dass Solarenergie aus der Wüste die ganze Welt mit Strom versorgen kann, ist nicht mit den ersten Versuchen von Desertec gescheitert. Das Projekt fokussiert sich heute darauf, die an die Sahara angrenzenden Staaten mit grünem Strom zu versorgen. Zukünftig soll der Solarstrom auch zur Erzeugung von grünem Wasserstoff genutzt werden, der dann wiederum nach Europa und in die ganze Welt exportiert werden kann. Dazu sind riesige Solaranlagen geplant. Viele Tausend Solarpanels aneinandergereiht. Verbunden durch je einen kleinen Stecker und abgesichert durch eine noch kleinere Dichtung.
Dieser Beitrag stammt aus unserem Unternehmensmagazin „ESSENTIAL“, in dem wir kontinuierlich über Trends und Schwerpunktthemen aus unseren Zielindustrien und -märkten berichten. Weitere Beiträge des Magazins finden Sie hier.
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