Photovoltaik im Meer: Solarzellen erzeugen Strom in zehn Metern Tiefe

Chinesische Forschende haben Solarzellen entwickelt, die auch zehn Meter unter dem Meeresspiegel Strom erzeugen können. Damit ließen sich etwa Sensoren und Unterwasserkameras sowie Tauchroboter oder Schiffe mit Energie versorgen.

China treibt längst Photovoltaik-Projekte in großem Umfang auf dem Meer voran, um für die Energiegewinnung keine teuren Flächen in Küstennähe zu verschwenden. Allein die Provinz Jiangsu an der Ostküste Chinas hat zuletzt ein Offshore-Solarprogramm im Umfang von gut 27 Gigawatt gestartet.

Solarzellen erzeugen unter Wasser Strom

Kombiniert werden die Vorhaben jeweils mit Energiespeichern, wie pv magazine schreibt. Doch in China sollen Solaranlagen offenbar nicht nur auf, sondern künftig auch tief im Meer Energie erzeugen. Entsprechende Solarzellen haben Forschende der chinesischen Yunnan University jetzt entwickelt.

Konkret handelt es sich um Unterwasser-Perowskit-Solarzellen, die genau jene Wellenlängen von Sonnenlicht absorbieren können, die tief ins Meer vordringen. Die Forschenden bauten dazu zunächst ein Testsystem, um das Sonnenlicht in verschiedenen Meerestiefen zu simulieren, wie die Futurezone berichtet.

Perowskit-Zelle verwertet blaues Licht

Mithilfe der aus den Tests erzielten Daten entwickelten die Forschenden eine Perowskit-Zelle, die blaues bis orangefarbenes Licht verwerten kann. Die Solarzelle wurde anschließend skaliert. Entstanden ist ein Modul in einer Größe, die auch bei kommerziellen Projekten zum Einsatz käme.

Montiert auf einem Unterwasserroboter erzeugte das Modul in zehn Metern Meerestiefe innerhalb von zwei Stunden 324 Milliwattstunden Strom. Da es sich überhaupt um den ersten Test unter Realbedingungen handelte, zeigten sich die Forschenden von dem Ergebnis überrascht. Diese Energiemenge würde nämlich ausreichen, um einen kleinen Lithium-Ionen-Akku zu laden oder ein LED-Licht zu betreiben.

Energieerzeugung in noch größeren Tiefen

Die Forschenden wollen in weiteren Tests nicht nur die Stromausbeute erhöhen, sondern auch austesten, bis zu welcher Tiefe Solaranlagen im Meer Energie erzeugen können. Schon jetzt soll feststehen, dass das Modul in zehn Meter tiefem Salzwasser rund 5,5 Jahre Energie liefern könnte.

Die Einsatzmöglichkeiten sind jedenfalls vielfältig. Laut den Forschenden könnten damit etwa Tauchroboter mit Strom versorgt werden, die Wartungsarbeiten an Unterwasser-Infrastruktur vornehmen. Auch ließen sich Kommunikationsbojen und Unterwasserkameras sowie Sensoren betreiben.

Einsatzmöglichkeiten für Unterwasser-Solarzellen

Denkbar wäre auch die Möglichkeit, Schiffen eine Art Steckdosenboje zur Verfügung zu stellen, damit diese den Einsatz von klimaschädlichen Generatoren minimieren können. Ihre Ergebnisse haben die Forschenden in Form einer Studie im Fachmagazin Joule veröffentlicht.