{"id":103691,"date":"2024-12-04T02:15:00","date_gmt":"2024-12-04T01:15:00","guid":{"rendered":"https:\/\/www.sonnenseite.com\/?p=103691"},"modified":"2024-12-03T12:53:39","modified_gmt":"2024-12-03T11:53:39","slug":"organische-photovoltaik-gut-fuer-pflanzen","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.sonnenseite.com\/de\/wissenschaft\/organische-photovoltaik-gut-fuer-pflanzen\/","title":{"rendered":"Organische Photovoltaik: Gut f\u00fcr Pflanzen?"},"content":{"rendered":"\n

Organische Photovoltaik k\u00f6nnte umweltfreundliche Alternativen zu Siliziumzellen werden. Sie sind leicht, flexibel und erm\u00f6glichen neue Anwendungen, etwa in der Kleidung oder Gew\u00e4chsh\u00e4usern. Erf\u00fcllen sie die Anforderungen der Landwirtschaft?<\/p>\n\n\n\n

In einen Forschungsprojekt der HTWK Leipzig wurde die Nutzung von OPV-Modulen in Agri-PV untersucht. Bei einem Experiment mit Salatpflanzen zeigten OPV-Module durch Verschattung positive Effekte auf Ertrag und Blattgesundheit. Au\u00dferdem reduzierten sie den Wasserverbrauch um 20 Prozent.<\/p>\n\n\n\n

Interessantes Potenzial der OPV<\/h4>\n\n\n\n

Allerdings war der Stromertrag deutlich geringer als bei Siliziummodulen. Die Studie hebt das Potenzial von organischer Photovoltaik in der Landwirtschaft hervor, zeigt aber weiteren Forschungsbedarf zur Effizienzsteigerung.<\/p>\n\n\n\n

Umweltfreundliche Alternative?<\/h4>\n\n\n\n

Bis 2030 sollen 80 Prozent des Strombedarfs in Deutschland durch Strom aus Windkraft und Solarenergie gedeckt werden. Klassische Photovoltaikmodule aus Silizium brauchen viel Fl\u00e4che, sind schwer und ben\u00f6tigen wertvolle Materialien. Organische Photovoltaikzellen (OPV) bieten sich als vielversprechende Alternative an.<\/p>\n\n\n\n

Organische Solarzellen verwenden spezielle Kohlenstoffverbindungen, um Sonnenlicht in Strom umzuwandeln. Der Elektronenspender (Donator) besteht aus konjugierten Polymeren, die durch abwechselnder Einfach- und Doppelbindungen Elektronen transportieren.<\/p>\n\n\n

\n
\"\"<\/a><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Neue Anwendungen erschlie\u00dfen<\/h4>\n\n\n\n

Zu den g\u00e4ngigen Polymeren z\u00e4hlen P3HT und PTB7, die Sonnenlicht effizient absorbieren und Elektronen gut leiten. Das macht sie f\u00fcr flexible und kosteng\u00fcnstige Solarzellen interessant. Der Elektronenempf\u00e4nger (der Akzeptor) besteht h\u00e4ufig aus Fullerenen wie C60 oder C70.<\/p>\n\n\n\n

Diese kugelf\u00f6rmigen Kohlenstoffmolek\u00fcle zeichnen sich durch hohe Stabilit\u00e4t und gute Leitf\u00e4higkeit aus, was zu hoher Effizienz bei der  Energieumwandlung f\u00fchrt. Zusammen erm\u00f6glichen diese Materialien die Herstellung leichter, flexibler und d\u00fcnner Solarzellen. Zudem sind sie durch die Verwendung organischer Materialien umweltfreundlicher und bieten durch ihre Eigenschaften vielf\u00e4ltige Anwendungen, etwa in Kleidung, Fenstern oder Gew\u00e4chsh\u00e4usern.<\/p>\n\n\n\n

Leichte, semitransparente Solarzellen<\/h4>\n\n\n\n

Agri-PV kombiniert landwirtschaftliche Fl\u00e4chen f\u00fcr die Stromerzeugung und die Herstellung von Nahrungsmittel. Dort kommen bisher \u00fcberwiegend starre Siliziummodule zum Einsatz. Organische Photovoltaik k\u00f6nnte hier deutliche Vorteile bieten.<\/p>\n\n\n\n

Dank ihrer Flexibilit\u00e4t und Semitransparenz lassen sie mehr Licht zu den Pflanzen durch und passen sich der Umgebung an. Die Module lassen sich in Farbe und Transparenz variieren, um den Bed\u00fcrfnissen der Nutzpflanzen zu entsprechen.<\/p>\n\n\n\n

Versuchsstand entwickelt und aufgebaut<\/h4>\n\n\n\n

Im Rahmen des Forschungsprojekts Organic Photovoltaic an der HTWK Leipzig wurden die Wechselwirkungen zwischen organischen Solarmodulen und landwirtschaftlichen Nutzpflanzen untersucht. Daf\u00fcr wurde ein Versuchsaufbau konzipiert und auf der Dachterrasse eines Geb\u00e4udes der Hochschule in Leipzig errichtet.<\/p>\n\n\n\n

Drei kleine Gew\u00e4chsh\u00e4user dienten als Versuchsfelder. Zwei waren mit OPV-Modulen ausgestattet, eines zus\u00e4tzlich mit LED-Lampen, die mit dem erzeugten Strom eine Stunde am Tag betrieben werden sollten.<\/p>\n\n\n\n

Ein weiteres Gew\u00e4chshaus ohne Module diente als Referenz. Mittels geeigneter Sensorik wurden die Versuchsst\u00e4nde \u00fcberwacht und im Anschluss analysiert.<\/p>\n\n\n\n

Mehr Biomasse, weniger Wasser<\/h4>\n\n\n\n

Die Ergebnisse zeigten, dass die Verschattung durch die Module positive Effekte auf den Ertrag der Salatpflanzen hatte. Sowohl die Biomasse als auch die Blattgesundheit waren in den OPV-Gew\u00e4chsh\u00e4usern besser als im Referenzhaus. Zudem wurde im Vergleich etwa 20 Prozent weniger Wasser verbraucht, aufgrund der Verschattung. Der Stromertrag der organischen Module war jedoch deutlich geringer als bei Siliziummodulen. Die LED-Lampe wurde nur maximal zehn Minuten t\u00e4glich betrieben.<\/p>\n\n\n\n

In Deutschland gibt es bislang nur zwei Hersteller von organischen Modulen: Asca und Heliatek. Noch befindet sich die Technologie in einem fr\u00fchen Stadium der Entwicklung. Trotz des vielversprechenden Potenzials f\u00fcr die Landwirtschaft sind weitere Forschungen notwendig, um den Wirkungsgrad zu verbessern und die Stromproduktion zu erh\u00f6hen.<\/p>\n\n\n\n