Aus aller Welt: Patentierte Kühlung von bifazialen Photovoltaikmodulen mittels Nebel
26. 7. 2025
Wissenschaftler aus den Vereinigten Arabischen Emiraten (VAE) haben eine neue Technik zur Kühlung von doppelseitigen Photovoltaikmodulen entwickelt, die auf einem zwischen beiden Seiten des Panels angebrachten Nebelkühler basiert.
Sie haben sie im extrem heißen Klima der VAE getestet und bedeutende Ergebnisse erzielt.
„Die Neuheit unserer Forschung besteht in der Entwicklung eines neuen Solarmodultyps, der als Sandwich-Bifacial-Photovoltaikmodul (sbPV) bezeichnet wird“, sagte Autor Zafar Said.
„Im Gegensatz zu herkömmlichen Solarmodulen, die unter extrem heißen Bedingungen Effizienzverluste erleiden, hält unser mit Nebel gekühlter Entwurf eine niedrigere Temperatur aufrecht, was die Effizienz und Energieproduktion deutlich erhöht.“
Zur Herstellung des sbPV nahm das Team zwei monokristalline 60-W-Module und installierte sie Rücken an Rücken. Dazwischen wurde ein Nebelkühlsystem so angepasst, dass es für die Installation geeignet war: 16 Nebeldüsen wurden hinter dem vorderen Modul und 16 hinter dem hinteren Modul installiert.
PVC-Rohre leiteten das Wasser mit Hilfe einer Wasserpumpe aus einem Wassertank, wobei das verwendete Wasser in einer Auffangwanne gesammelt wurde. Der Arbeitsdruck beträgt 0,7 MPa bei einem maximalen Durchfluss von 8 l/min.
Das System wurde dann auf dem Dach der Universität von Sharjah in den Vereinigten Arabischen Emiraten in einem festen Neigungswinkel und in einer Höhe von 30 cm über der Oberfläche installiert.
Die Unterseite ist mit weißer Farbe gestrichen, um die Reflexion zu erhöhen.
Auf demselben Dach wurde ein weiteres Referenzsystem mit einer Leistung von ebenfalls 60 W installiert. Die Systeme wurden anschließend in drei Szenarien getestet: sonnige Tage ohne Nebelkühler, sonnige Tage mit Nebelkühler und bewölkte Tage mit Nebelkühler.
„Eines der bemerkenswertesten Ergebnisse war der deutliche Anstieg der Energieausbeute, den wir verzeichnen konnten“, so Said.
Unter den extrem heißen Bedingungen, die für das Klima der Vereinigten Arabischen Emirate typisch sind, produzierten unsere bifazialen Sandwich-Module mit Nebelkühlung an sonnigen Tagen bis zu 37 % mehr Strom und an bewölkten Tagen bis zu 46 % mehr als herkömmliche einseitige Solarmodule.
Darüber hinaus sank die Temperatur der Module deutlich – um bis zu 34 % auf der Vorderseite –, was wesentlich zu dieser Leistungssteigerung beiträgt.
Nach Angaben des Forschungsteams wies das neue System eine um 45,34 kWh/m2 höhere jährliche Energieausbeute auf als einseitige Systeme, was einem jährlichen wirtschaftlichen Gewinn von 5,48 USD/m2 entspricht.
Konkret wurde die erwartete Jahresleistung eines bPV-Moduls auf 167,38 kWh/m² berechnet, verglichen mit 122,04 kWh/m² des Referenzmoduls.
"Wir planen, weitere Verbesserungen dieser Technologie zu untersuchen. Zukünftige Forschungen werden sich auf die Integration von gebrauchten Solarmodulen in die Sandwichkonstruktion konzentrieren, um die Nachhaltigkeit zu verbessern und die Umweltbelastung zu verringern", fügte Said hinzu und wies darauf hin, dass die vorgeschlagene Technik patentiert wurde.
„Wir werden außerdem die Optimierung des Nebelkühlungsmechanismus untersuchen, um den Wasser- und Energieverbrauch noch weiter zu senken und damit die Technologie noch praktischer und umweltfreundlicher zu machen.“
Sie haben sie im extrem heißen Klima der VAE getestet und bedeutende Ergebnisse erzielt.
„Die Neuheit unserer Forschung besteht in der Entwicklung eines neuen Solarmodultyps, der als Sandwich-Bifacial-Photovoltaikmodul (sbPV) bezeichnet wird“, sagte Autor Zafar Said.
„Im Gegensatz zu herkömmlichen Solarmodulen, die unter extrem heißen Bedingungen Effizienzverluste erleiden, hält unser mit Nebel gekühlter Entwurf eine niedrigere Temperatur aufrecht, was die Effizienz und Energieproduktion deutlich erhöht.“
Zur Herstellung des sbPV nahm das Team zwei monokristalline 60-W-Module und installierte sie Rücken an Rücken. Dazwischen wurde ein Nebelkühlsystem so angepasst, dass es für die Installation geeignet war: 16 Nebeldüsen wurden hinter dem vorderen Modul und 16 hinter dem hinteren Modul installiert.
PVC-Rohre leiteten das Wasser mit Hilfe einer Wasserpumpe aus einem Wassertank, wobei das verwendete Wasser in einer Auffangwanne gesammelt wurde. Der Arbeitsdruck beträgt 0,7 MPa bei einem maximalen Durchfluss von 8 l/min.
Das System wurde dann auf dem Dach der Universität von Sharjah in den Vereinigten Arabischen Emiraten in einem festen Neigungswinkel und in einer Höhe von 30 cm über der Oberfläche installiert.
Die Unterseite ist mit weißer Farbe gestrichen, um die Reflexion zu erhöhen.
Auf demselben Dach wurde ein weiteres Referenzsystem mit einer Leistung von ebenfalls 60 W installiert. Die Systeme wurden anschließend in drei Szenarien getestet: sonnige Tage ohne Nebelkühler, sonnige Tage mit Nebelkühler und bewölkte Tage mit Nebelkühler.
„Eines der bemerkenswertesten Ergebnisse war der deutliche Anstieg der Energieausbeute, den wir verzeichnen konnten“, so Said.
Unter den extrem heißen Bedingungen, die für das Klima der Vereinigten Arabischen Emirate typisch sind, produzierten unsere bifazialen Sandwich-Module mit Nebelkühlung an sonnigen Tagen bis zu 37 % mehr Strom und an bewölkten Tagen bis zu 46 % mehr als herkömmliche einseitige Solarmodule.
Darüber hinaus sank die Temperatur der Module deutlich – um bis zu 34 % auf der Vorderseite –, was wesentlich zu dieser Leistungssteigerung beiträgt.
Nach Angaben des Forschungsteams wies das neue System eine um 45,34 kWh/m2 höhere jährliche Energieausbeute auf als einseitige Systeme, was einem jährlichen wirtschaftlichen Gewinn von 5,48 USD/m2 entspricht.
Konkret wurde die erwartete Jahresleistung eines bPV-Moduls auf 167,38 kWh/m² berechnet, verglichen mit 122,04 kWh/m² des Referenzmoduls.
"Wir planen, weitere Verbesserungen dieser Technologie zu untersuchen. Zukünftige Forschungen werden sich auf die Integration von gebrauchten Solarmodulen in die Sandwichkonstruktion konzentrieren, um die Nachhaltigkeit zu verbessern und die Umweltbelastung zu verringern", fügte Said hinzu und wies darauf hin, dass die vorgeschlagene Technik patentiert wurde.
„Wir werden außerdem die Optimierung des Nebelkühlungsmechanismus untersuchen, um den Wasser- und Energieverbrauch noch weiter zu senken und damit die Technologie noch praktischer und umweltfreundlicher zu machen.“