Producerer solceller strøm af månestråler? 

Du kigger ud i nattehimlen. Ser stjernerne glimte. Ser Månen skinne. Og du tænker straks: ‘Månen skinner direkte ned på mig. De stråler må solcellerne kunne bruge til at producere strøm’. Eller hvad?

Sådan tænkte Eli, der har sendt spørgsmålet til Spørg Videnskaben. Vi breder spørgsmålet en smule ud og kigger på innovation inden for solceller.

Udvikles solceller til at skulle producere strøm om natten? Om vinteren? Eller hvor sker udviklingen inden for solceller?

Videnskab.dk har sendt spørgsmålene videre til ingeniør og solcelle-forsker ved Danmarks Tekniske Universitet Peter Behrensdorff Poulsen, som leder universitetets Department of Electrical and Photonics Engineering.

Solstråler og månestråler

Månen skinner i nattemørket, men Månen skinner ikke af sig selv. Månen skinner på Jorden, fordi Solens stråler reflekteres i Månens golde overflade.

Lysstrålerne fra Månen er altså refleksion af solstråler, hvilket derfor må betyde, at solcellerne også bør kunne producere strøm af månestråler?

»Nej,« svarer Peter Behrensdorff Poulsen indledningsvis, men åbner så en smule mere op og »vil ikke afvise,« at de producerer strøm af måneskin.

Men hvis de producerer strøm, er det så forsvindende lidt, at det ikke har nogen betydning, vurderer han.

Solceller, der kører på måneskin, er dog ikke det eneste kuriøse bud på, hvordan solceller kan udnyttes anderledes.

Forskere fra amerikanske Stanford University har i et studie dokumenteret, at solceller kan producere strøm af den varme, som forlader Jorden om natten og søger op i atmosfæren.

Men den idé giver Peter Behrensdorff Poulsen heller ikke meget for:

»Metoden vil ikke være en holdbar måde at lave strøm på,« siger Peter Behrensdorff Poulsen.

Produktionen vil være så minimal, at det ikke er besværet værd at installere det på solcellerne eller at forske i det, vurderer han.

Han tilføjer, at produktionen af solenergi i de mørke vintermåneder er en generel udfordring:

»Det giver jo mindre lys om vinteren, særligt her hvor vi bor. Til gengæld blæser det så mere om vinteren, hvilket så kan opveje på den måde. Så får vi mere strøm fra vindmøllerne om vinteren og mindre fra solceller,« siger Peter Behrensdorff Poulsen.

Optimering af solceller

DTU-ingeniøren har overordnet set lidt svært ved at få pulsen op over solceller, der skal fange måneskin eller optimeres til vinterbrug. Til gengæld kommer pulsen i gang, når han taler om optimering af solceller.

Solceller produceres ofte af silicium, hvor det lige nu er muligt at optage 25 procent af Solens stråler og omdanne til strøm. Det lyder ikke af meget, men det er faktisk en stor sum.

Det er kun muligt at opfange 29-30 procent af Solens stråler med et solcellepanel, ifølge ingeniøren fra DTU.

»Vi er meget tæt på det teoretisk mulige, men man arbejder selvfølgelig på at komme endnu tættere på,« siger Peter Behrensdorff Poulsen.

En metode til at komme over de 30 procent, som er teoretisk muligt for ét solcellepanel, er ved at lægge solcellerne dobbelt.

»På den lidt længere bane kan man lave tandemsolceller, hvor man udnytter to solceller. Man putter solceller oven på hinanden. Så kan man komme over de 30 procent,« siger Peter Behrensdorff Poulsen.

Han regner med, at man kan udnytte op mod 50 procent af solens stråler med en tandemsolcelle.

Solceller i byerne

På nuværende tidspunkt er det dyrt at lægge solceller ovenpå hinanden. De skal fremstilles af et dyrere materiale end silicium, før tandem-teknologien er mulig.

På DTU er deres fokus derfor mere rettet mod at få de nuværende solceller sat op rundt i landet - og helst så mange som muligt.

Ingeniørerne arbejder særligt med at integrere solceller i bybilledet.

»Det niveau af solceller i byggeriet, vi har i dag, kommer til at blive tidoblet. Vi arbejder på at lave integrerbare løsninger. Solceller, der har farver, som man kunne se på et tag,« siger Peter Behrensdorff Poulsen.

Nybyggerier vil i større grad opføres med solceller. De skal kamufleres på bygninger, så de ligner almindelige byggemateriale. Man vil ifølge ingeniøren slet ikke bemærke solcellerne på taget af bygninger i bybilledet.

Afgrøder i læ af solpaneler

Ingeniørerne kigger også ud af byerne, når de planlægger fremtiden for solceller. Ud på markerne, hvor der er masser af plads til at opstille solceller.

I stedet for at benytte marker til enten at dyrke afgrøder eller producere strøm, skal de to produktioner forenes, lyder idéen

»Planterne kan faktisk ofte godt lide noget skygge fra Solen. Hvis man kan sætte de her afskærmninger op, mens de producerer energi, og der kan køre en mejetærsker igennem, har det stort potentiale i Danmark,« siger Peter Behrensdorff Poulsen.

I DTU-solcelleforskningsgruppen er de endnu ikke i gang med at kigge på Agri-PV, hvilket ærgrer Peter Behrensdorff Poulsen. Han ser nemlig en stor fremtid for solceller i landbruget, hvor de for eksempel giver æbletræerne skygge for Solen på æbleplantager.

Offshore høst af solstråler

Solceller skal altså både kamufleres på nybyggerier, der stryger til tops i luften. De skal placeres i landbrug på landet. Og selvfølgelig skal de også ud på vandet, siger Peter Behrensdorff Poulsen.

»En af de nye søjler inden for forskning er at putte det på vand. Det koster jo mindre i lejeudgifter at sætte en flydende platform op på vandet, end hvis du skulle betale jordleje,« siger han.

I Holland har de allerede flydende solcelleparker. Peter Behrensdorff Poulsen foreslår, at vi i Danmark kunne opføre solceller på vand på flere måder.

Ved fjorden ud for Risø arbejder de på DTU allerede nu med at få tilladelse til at opføre et lille solcelletestanlæg på vandet.

»Der er områder, hvor det giver særlig god mening. Når du har et vandkraftværk, så har du allerede infrastrukturen til at kunne føre og transformere strøm. Du kunne egentlig bare putte et låg på vandkraftværket af solceller,« siger ingeniøren.

Låget på vandkraftværker vil også hjælpe vandkraftværket ved at forhindre vandet i at fordampe i sollyset.

»Det kunne også være offshore. Du har allerede møller stillet op offshore, så du har noget infrastruktur. Det er områder, hvor der er masser af plads,« siger Peter Behrensdorff Poulsen.

Udfordringen med at opstille solceller offshore er, at solcellerne beskadiges af vind og saltvand. Ligesom vindmøllerne offshore, vil solcellerne have kortere levetid i de hårde vilkår. Men infrastrukturen er der allerede, hvis solceller skal sættes op offshore sammen med vindmøller.

Dog kan man ikke koble solceller på selve vindmøllen. Det er efter Peter Behrensdorff Poulsens vurdering tæt på at være lige så ineffektivt som at lave solceller, der skal fange måneskin eller varme fra Jorden.

Vi sætter stor pris på spørgsmålet fra Eli, som får en Videnskab.dk-T-shirt som belønning for sit gode spørgsmål.

Husk, at du selv kan stille spørgsmål til videnskaben, hvis du ligger søvnløs med et af livets store videnskab.dk-spørgsmål. Skriv til os på vores mail: sv@videnskab.dk.