Sonnenenergie: Kraft aus der Kugel

Autor: Monika Rößiger  —  Bilder: Christiane von Enzberg

Manchmal entwickelt sich aus einer kindlichen Spielerei eine neue Technologie.
 Wie eine Glasmurmel in einem Eierbecher den Bau eines Systems inspirierte, das Sonnenlicht viel wirksamer in Strom umwandelt als herkömmliche Solarzellen.

Zum Glück hat André Brößel keine Höhenangst. Sportlich ist er auch. Beinahe täglich klettert der 47-Jährige über eine Leiter auf das Flachdach eines fünfstöckigen Wohnhauses in Barcelona. Dort, unter der Sonne der katalanischen Metropole, betreibt der deutsche Architekt sein Versuchslabor. Sonne ist wichtig für Brößels Experimente – und für die Erfindung, mit der er die Energiewende beschleunigen möchte. Auf dem Dach hängt eine mächtige Glaskugel in einem Gestell, das aussieht wie ein riesiger Freischwinger-Stuhl. Doch es ist kein Designobjekt, sondern ein Sonnenkraftwerk.

„Die Kugel ist mit Wasser gefüllt und bündelt die Strahlen der Sonne wie ein Brennglas auf einen Punkt auf der Rückseite“, erklärt Brößel.

Am Fokuspunkt an der Rückseite der Kugel 
sind Solarzellen angebracht, die das Licht in Strom umwandeln. Ein Schwenkarm bewegt die Zellen
 so, dass sie dem Lauf der Sonne folgen und das Licht immer senkrecht auf sie trifft (Schema unten).
 Der Effekt: Die Strahlen wirken optimal auf die Zellen, und die Stromausbeute ist dadurch so hoch
 wie möglich. Zugleich lässt sich die Fläche der Solarzellen minimieren, das spart Rohstoffe und Kosten.

Die Glaskugel auf dem Dach ist ein Prototyp, „aus dem zum Beispiel eine mobile Ladestation für Elektroautos werden könnte“, sagt Brößel, der seine Wege durch die Großstadt selbst meist radelnd zurücklegt. Eine solche Ladestation könnte prinzipiell überall eingerichtet werden, an Parkplätzen etwa oder vor Einkaufsmärkten am Stadtrand.

Auf die Idee kam er vor einigen Jahren beim Frühstück mit seiner Tochter. Nachdem die damals Siebenjährige ihr Ei gegessen hatte, legte sie eine Murmel in den Eierbecher. Die Sonne schien durchs Fenster – und durch die Murmel auf das weiße Halbrund des Eierbechers. „Die Sonne wanderte, und der Lichtstrahl, der sich auf der Rückseite der Kugel bündelte, mit ihr“, erinnert sich Brößel.

„Da hat es klick gemacht.“

Er baute ein Modell und ließ sich seine Idee patentieren. Um sie weiterzuentwickeln, gründete er im Jahr 2011 die Firma Rawlemon. Die „rohe Zitrone“ firmiert als Symbol für einen natürlichen Rohstoff. Außerdem aß er sie schon als Kind gern.

Zurzeit produziert Rawlemon in Barcelona kleine Ladegeräte, die man auf die Fensterbank stellen kann. Mit dem gewonnenen Sonnenstrom lässt sich ein Mobiltelefon aufladen. Das Startkapital – rund 230.000 Dollar – hatte Brößel über eine Crowdfunding-Kampagne im Internet eingesammelt.

Das Prinzip der Konzentrator-Fotovoltaik,
 die Verbindung einer Solarzelle mit einer Kugellinse, wurde schon früher eingesetzt. Doch Brößel erschließt mit seiner Erfindung neue Einsatzmöglichkeiten: Man könnte zum Beispiel Linsenmodule in ein Fenster oder eine Glaswand einsetzen oder vor eine Hausfassade hängen. So könnten Wohn- oder Bürohäuser Solarenergie erzeugen.

Auch dafür hat Brößel bereits einen Prototyp aus vier je 50 Zentimeter großen Kugeln gebaut, die mit Wasser gefüllt sind. Sie sind mit einem Hybridkollektor verbunden – einer Kombination aus Fotovoltaik und Solarthermie – und erzeugen gleichzeitig Strom und Wärme, „etwa für den Wasserspeicher der Dusche“, erklärt Brößel. Auch hier sorgt das Schwenksystem, das die Zellen sowohl vertikal als auch horizontal bewegt, für die optimale Ausrichtung zur Sonne. Sonst würden 70 Prozent der einfallenden Energie ungenutzt bleiben.

Nicht nur im warmen Barcelona, sondern auch unter den Sonnenscheinverhältnissen in Deutschland würden die Kugellinsen auf der gleichen Fläche mehr als doppelt so
viel Strom erzeugen wie eine flache Solarzelle, sagt Brößel. Um die Pläne allein umsetzen zu können, ist seine Firma allerdings zu klein. Dafür sucht er noch einen Partner aus der Industrie.


So funktioniert der Kugelkollektor

(NG, Heft 05 / 2015, Seite(n) 22 bis 23)

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