DE102016209866A1

DE102016209866A1 - Solarmodul, Energieanlage sowie Verwendung einer Pflanzenkultur als Rückreflektor

Info

Publication number: DE102016209866A1
Application number: DE102016209866.7A
Authority: DE
Inventors: Harald Hahn; Bernd Bitnar; Madlen Fischer
Original assignee: SolarWorld Innovations GmbH
Current assignee: Meyer Burger Germany GmbH
Priority date: 2016-06-06
Filing date: 2016-06-06
Publication date: 2017-12-07

Abstract

Die vorliegende Erfindung beschreibt ein Solarmodul (1) mit zumindest einer Solarzelle (10) mit einer Substratschicht (11), welche an einer ersten Oberfläche (11a) eine erste Passivierungsschicht (12) und an einer zweiten Oberfläche (11b) eine zweite Passivierungsschicht (13) aufweist, wobei die zweite Passivierungsschicht (13) eine derartige Schichtdicke (d13) und einen derartigen Brechungsindex aufweist, dass der Anteil von auf die zweite Passivierungsschicht (13) einfallender Strahlung (S2), welcher von dieser reflektiert wird, in einem Wellenlängenbereich zwischen 750 nm und 1200 nm minimal ist. Ferner ist eine Energieanlage mit einem solchen Solarmodul sowie eine Verwendung einer Pflanzenkultur als Rückreflektor beschrieben.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Solarmodul, eine Energieanlage, insbesondere mit einem Solarmodul, sowie die Verwendung einer Pflanzenkultur als Rückreflektor, insbesondere zur Bestrahlung eines Solarmoduls.
Solarzellen, die dazu ausgebildet sind, Sonnenstrahlung in elektrische Energie umzuwandeln, weisen üblicherweise ein Substrat aus einem Halbleitermaterial auf. In der Regel weist das Substrat an einer ersten strahlungsempfangenden Oberfläche eine Passivierungsschicht aus einem dielektrischen Material sowie ein Netz von Kontaktbahnen zum Abgreifen der durch das Substrat erzeugten elektrischen Spannung auf.
Die DE 10 2014 105 358 A1 offenbart eine sogenannte PERC-Solarzelle, wobei „PERC” für „Passivated Emitter and Rear Cell”, also passivierte Emitter- und Rückseitenzelle, steht. Bei der in der DE 10 2014 105 358 A1 offenbarten Solarzelle ist auch eine entgegengesetzt zu der strahlungsempfangenden Oberfläche orientierte Rückseitenoberfläche des Substrats mit einem dielektrischen Material beschichtet und kann zum Empfang von Strahlung, als sogenannte bifaziale Solarzelle, ausgebildet sein.
Die DE 20 2015 008 287 U1 offenbart ein kombiniertes Photovoltaik-Solarthermie-Solarmodul mit einer bifazialen Solarzelle, deren Rückseitenoberfläche einer zum Führen eines Wärmeträgermediums ausgebildeten Struktur zugewandt ist. Die Struktur weist ihrerseits eine reflektierende Oberfläche auf, welche der Rückseitenoberfläche der Solarzelle zugewandt ist.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Solarmodul mit einer bifazialen Solarzelle, welche einen verbesserten Wirkungsgrad aufweist, und eine Energieanlage mit einem solchen Solarmodul bereitzustellen.
Weiterhin ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine effiziente Verwendung einer Pflanzenkultur anzugeben.
Diese Aufgaben werden durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den auf die unabhängigen Ansprüche rückbezogenen Unteransprüchen angegeben.
Nach einem ersten Aspekt der Erfindung ist ein Solarmodul mit zumindest einer Solarzelle mit einer Substratschicht vorgesehen, welche an einer ersten Oberfläche eine erste Passivierungsschicht und an einer entgegengesetzt zu der ersten Oberfläche orientierten zweiten Oberfläche eine zweite Passivierungsschicht aufweist, wobei die zweite Passivierungsschicht eine derartige Schichtdicke und einen derartigen Brechungsindex aufweist, dass der Anteil von auf die zweite Passivierungsschicht einfallender Strahlung, welcher von dieser reflektiert wird, in einem Wellenlängenbereich zwischen 750 nm und 1200 nm minimal ist.
Durch einen derartigen Aufbau des Solarmoduls, wird insbesondere der Vorteil erzielt, dass die Solarmodule an der zweiten Passivierungsschicht insbesondere im Nah-Infrarotbereich besonders wenig Licht reflektieren. Damit kann die zweite Passivierungsschicht eine relativ große Dicke und damit eine gute Passivierungswirkung aufweisen, ohne dass dies zu einer Verminderung des Wirkungsgrades des Solarmoduls führen würde.
Die Substratschicht ist insbesondere als eine sich flächig erstreckende Schicht ausgebildet. Die Substratschicht kann eine über die flächige Erstreckung annähernd konstante Dicke oder eine sich über die flächige Erstreckung ändernde Dicke aufweisen. Die Dicke kann insbesondere als die kürzeste Distanz zwischen einem Punkt der ersten Oberfläche der Substratschicht und einem Punkt der zweiten Oberfläche der Substratschicht, wobei die Punkte zueinander einen kleinstmöglichen Abstand aufweisen, definiert sein.
Es kann vorgesehen sein, dass die erste und/oder die zweite Passivierungsschicht jeweils eine texturierte Oberfläche aufweisen. Dadurch kann der Reflexionsgrad der Oberflächen vorteilhaft verringert werden.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass an der ersten Oberfläche der Substratschicht erste Kontakteinrichtungen und an der zweiten Oberfläche der Substratschicht zweite Kontakteinrichtungen angeordnet sind, wobei die ersten Kontakteinrichtungen und die zweiten Kontakteinrichtungen elektrisch leitend mit der Substratschicht verbunden sind. Die Kontakteinrichtungen können beispielsweise in Form von sich auf der jeweiligen Oberfläche des Substrat erstreckenden Metallbändchen, insbesondere in Form einer Anordnung einer Vielzahl von Metallbändchen, ausgebildet sein. Bei einer Realisierung der zweiten Kontakteinrichtungen als Metallbändchen oder Punktkontakte wird der Vorteil erzielt, dass ein großer Anteil der zweiten Oberfläche der Substratschicht Licht empfangen kann und somit zur Erzeugung von elektrischer Energie nutzbar ist.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Schichtdicke der zweiten Passivierungsschicht größer ist, insbesondere um zumindest 10 Prozent, als eine Schichtdicke der ersten Passivierungsschicht. Dies hat den Vorteil, dass durch die zweite Passivierungsschicht eine sehr gute Passivierungswirkung, also eine Verringerung der Rekombination freier Ladungsträger an der Oberfläche des Substrats, bei einer in Bezug auf den oben angegebenen Wellenlängenbereich geringen Strahlungsreflexion aufweist. Die Dicke der jeweiligen Passivierungsschicht kann insbesondere als die kürzeste Distanz zwischen einem Punkt einer ersten Oberfläche der jeweiligen Passivierungsschicht und einem Punkt einer entgegengesetzt zu der ersten Oberfläche orientierten zweiten Oberfläche der jeweiligen Passivierungsschicht, definiert sein, wobei die Punkte zueinander einen kleinstmöglichen Abstand aufweisen.
Nach einem Ausführungsbeispiel kann insbesondere vorgesehen sein, dass die zweite Passivierungsschicht eine erste Lage aus einem Aluminiumoxid(AlO_x)-Material mit einer Dicke in einem Bereich zwischen 5 nm und 30 nm, insbesondere zwischen 15 nm und 25 nm, sowie einem Brechungsindex in einem Bereich zwischen 1,5 und 1,7 und eine zweite Lage aus einem Siliziumnitrid(SiN_x)-Material mit einer Dicke in einem Bereich zwischen 80 nm und 150 nm, insbesondere zwischen 90 nm und 120 nm, sowie einem Brechungsindex im Bereich zwischen 1,9 und 2,4 aufweist.
Die erste Lage aus einem Aluminiumoxid(AlO_x)-Material mit einer Dicke in einem Bereich zwischen 5 nm und 30 nm lässt sich in diesem Dickenbereich besonders genau herstellen. In dem Dickenbereich zwischen 15 nm und 25 nm weist die erste Lage eine besonders gute Passivierungswirkung bezogen auf den Materialaufwand auf.
Die zweite Lage aus einem Siliziumnitrid(SiN_x)-Material lässt sich in dem Dickenbereich zwischen 80 nm und 150 nm mit besonders großer Prozesssicherheit herstellen. In dem Bereich zwischen 90 nm und 120 nm wird eine besonders gute Passivierungswirkung bezogen auf den Materialaufwand erzielt.
Der Aufbau der zweiten Passivierungsschicht als ein Schichtstapel mit einer ersten Lage aus Aluminiumoxid(AlO_x)-Material im Dickenbereich zwischen 15 nm und 25 nm und einer zweiten Lage aus Siliziumnitrid(SiN_x)-Material im Dickenbereich zwischen 90 nm und 120 nm weist für Strahlung im Wellenlängenbereich zwischen 750 nm und 1200 nm ein sehr geringes Reflexionsvermögen auf.
Auch kann vorgesehen sein, dass die zweite Passivierungsschicht eine erste Lage aus einem Siliziumoxinitrid(SiO_xN_y)-Material mit einer Dicke in einem Bereich zwischen 20 nm und 100 nm, insbesondere zwischen 50 nm und 95 nm, sowie einem Brechungsindex in einem Bereich zwischen 1,5 und 1,7 und eine zweite Lage aus einem Siliziumnitrid(SiN_x)-Material mit einer Dicke in einem Bereich zwischen 80 nm und 150 nm, insbesondere zwischen 85 nm und 110 nm, sowie einem Brechungsindex im Bereich zwischen 1,9 und 2,4 aufweist.
Die erste Lage aus Siliziumoxinitrid(SiO_xN_y)-Material kann in dem Dickenbereich zwischen 20 nm und 100 nm, insbesondere zwischen 50 nm und 95 nm besonders effizient hergestellt werden. Die zweite Lage aus Siliziumnitrid(SiN_x)-Material kann mit einer Dicke im Bereich zwischen 80 nm und 150 nm, insbesondere zwischen 85 nm und 110 nm, mit besonders großer Prozesssicherheit hergestellt werden.
Der Aufbau der zweiten Passivierungsschicht als ein Schichtstapel aus einer ersten Lage aus Siliziumoxinitrid(SiO_xN_y)-Material im Dickenbereich zwischen 85 nm und 110 nm und einer zweiten Lage aus Siliziumnitrid(SiN_x)-Material im Dickenbereich zwischen 50 nm und 95 nm weist für Strahlung im Wellenlängenbereich zwischen 750 nm und 1200 nm ein sehr geringes Reflexionsvermögen auf.
Weiterhin kann bei dem Solarmodul vorgesehen sein, dass auf der zweiten Passivierungsschicht eine zumindest in einem Wellenlängenbereich zwischen 750 nm und 1200 nm transparente Schutzschicht angeordnet ist. Die Schutzschicht hat den Vorteil, dass dadurch die Solarzellen effizient vor Feuchtigkeit und sonstigen Umwelteinflüssen geschützt werden können. Die Schutzschicht kann beispielsweise aus einem Kunststoffmaterial oder eine Glasabdeckung gebildet und insbesondere als eine Kombination aus einer Kunststofffolie und einer Glasabdeckung realisiert sein.
Auch kann vorgesehen sein, dass die zumindest eine Solarzelle und gegebenenfalls die Vielzahl von Solarzellen zwischen einer ersten Schutzschicht und einer zweiten Schutzschicht angeordnet sind. Die Schutzschichten können beispielsweise durch Kunststofffolien, Glasschichten oder dergleichen gebildet sein. Die erste Schutzschicht ist dabei auf der Seite der zweiten Passivierungsschicht gelegen und kann insbesondere an dieser anliegen. Die zweite Schutzschicht ist auf der Seite der ersten Passivierungsschicht gelegen und kann insbesondere an dieser anliegen.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist eine Energieanlage vorgesehen, welche aufweist:

– zumindest ein Solarmodul nach einer der voranstehend beschriebenen Ausführungsformen, wobei das zumindest eine Solarmodul durch eine Tragvorrichtung in einem vorbestimmten Abstand zu einer Aufstellfläche derart angeordnet ist, dass die zweite Passivierungsschicht der Aufstellfläche zugewandt orientiert ist; und
– einen auf der Aufstellfläche angeordneten Rückreflektor, der für Strahlung in einem Wellenlängenbereich zwischen 750 nm und 1200 nm einen Reflexionsgrad aufweist, der um zumindest 20 Prozent, insbesondere um zumindest 50 Prozent größer ist als der Reflexionsgrad des Rückreflektors für Strahlung in einem Wellenlängenbereich von 300 nm bis kleiner 750 nm.

Dadurch, dass der Anteil der auf die zweite Passivierungsschicht einfallenden Strahlung, welcher von dieser reflektiert wird, in einem Wellenlängenbereich zwischen 750 nm und 1200 nm minimal ist, wird durch den Rückreflektor eine Bestrahlung realisiert, von der ein sehr großer Anteil an die zweite Oberfläche des Substrats gelangt. Damit kann der Anteil der durch die Bestrahlung der zweiten Oberfläche des Substrats bereitgestellten elektrischen Energie erheblich gesteigert werden. Insbesondere kann dies bei einer relativ hohen Dicke der zweiten Passivierungsschicht und damit bei sehr guten Passivierungseigenschaften derselben erreicht werden.
Die Aufstellfläche kann insbesondere durch eine Oberfläche des Erdreichs oder durch eine Dachoberfläche eines Gebäudes, bevorzugt durch ein Flachdach, ausgebildet sein. Die Aufstellfläche kann insbesondere einen Flächeninhalt aufweisen, der gleich oder größer, insbesondere zumindest 10 Prozent größer, dem Flächeninhalt einer Projektionsfläche ist, welche sich bei einer senkrechten Projektion des Solarmoduls auf eine ebene Fläche ergibt.
Der vorbestimmte Abstand zwischen der Aufstellfläche und dem Solarmodul kann insbesondere durch den kleinstmöglichen Abstand, insbesondere in Schwerkraftrichtung, zwischen einem Punkt des Solarmoduls und einem Punkt der Abstellfläche definiert sein.
Der Rückreflektor kann beispielsweise durch eine auf der Aufstellfläche angeordnete Reflektorfolie, welche aus einem reflektierenden Material gebildet ist, ausgebildet sein. Die Reflektorfolie kann beispielsweise als eine Kunststoffolie realisiert sein, die einen vorbestimmten Anteil an Infrarot-reflektierenden Pigmenten aufweist, z. B. Metall- oder Metalllegierungspigmente, insbesondere Aluminium, Kupfer, Chrom, Eisen, Nickel, Silber Gold, Zinn, Zink, Bronze, Messing oder dergleichen. Auch können Metalloxide, Metallfluoride, Metallkarbonate oder Metallsulfate vorteilhaft als Pigmente eingesetzt werden.
Besonders vorteilhaft kann der Rückreflektor durch eine Pflanzenkultur gebildet sein, welche einen Anteil von zumindest 20 Prozent, insbesondere einen Anteil von zumindest 50 Prozent und insbesondere bevorzugt einen Anteil von zumindest 80 Prozent von ersten Pflanzen aufweist, welche in dem Wellenlängenbereich zwischen 750 nm und 1200 nm einen Reflexionsgrad aufweisen, der um zumindest 20 Prozent, insbesondere um zumindest 50 Prozent größer ist als deren Reflexionsgrad für Strahlung in einem Wellenlängenbereich von 300 nm bis kleiner 750 nm.
Die Ausbildung des Rückreflektors durch derartige Pflanzen bietet den Vorteil, dass die Pflanzenkultur eine Zusatznutzung der Aufstellfläche ermöglicht. Beispielsweise kann die Aufstellfläche als Weide für Nutztiere genutzt werden. Weiterhin ist es denkbar, die Pflanzenkultur in bestimmten Zeitabständen zu Ernten und einer weiteren Nutzung zuzuführen, z. B. als Lebensmittel, Gewürzmittel, Heilpflanzen, Futtermittel oder als Biomasse zur Energieerzeugung. Ein zusätzlicher Vorteil von Pflanzen als Rückreflektor ist weiterhin, dass dadurch keine Versiegelung des Bodens erfolgt und insbesondere ein effektiver Schutz gegen Bodenerosion und Staub- und Sandbindung erzielt wird.
Wenn die Pflanzenkultur zumindest einen Anteil von 20 Prozent von ersten Pflanzen aufweist, kann bereits eine deutliche Erhöhung des Reflexionsvermögens oder -grades der Aufstellfläche in dem Wellenlängenbereich zwischen 750 nm und 1200 nm erzielt werden. Hierbei ist von Vorteil, dass ein hoher Anteil der Pflanzenkultur durch andere als die ersten Pflanzen gebildet sein kann und somit eine große Artenvielfalt erzielbar ist.
Bei einem Anteil von zumindest 50 Prozent an ersten Pflanzen wird der Reflexionsgrad der Aufstellfläche stark vergrößert. Insbesondere kann auf diese Weise eine relativ homogene Reflexionsoberfläche durch die Oberfläche der Pflanzen geschaffen werden.
Wenn die Pflanzenkultur zumindest einen Anteil von 80 Prozent von ersten Pflanzen aufweist, wird ein besonders hoher Wirkungsgrad der Solarmodule erzielt, da hierbei ein sehr hoher Anteil der Strahlung, welcher nicht direkt auf die erste oder die zweite Passivierungsschicht des Solarmoduls trifft, durch die ersten Pflanzen reflektiert wird. Da die ersten Pflanzen in dem Wellenlängenbereich zwischen 750 nm und 1200 nm ein sehr hohes Reflexionsvermögen aufweisen, wird eine besonders vorteilhafte Bestrahlung der zweiten Passivierungsschicht erzielt, da diese in genau diesem Wellenlängenbereich eine geringe Reflektivität aufweist.
Der Anteil der ersten Pflanzen an der Pflanzenkultur kann durch ein Verhältnis des von mit ersten Pflanzen bedeckten Flächeninhalts der Aufstellfläche zu dem insgesamt mit Pflanzen bedeckten Flächeninhalt der Aufstellfläche definiert sein.
Die ersten Pflanzen weisen bevorzugt eine Wuchshöhe in einem Bereich zwischen 0,01 m und 1 m, insbesondere zwischen 0,02 m und 0,5 m und insbesondere bevorzugt zwischen 0,05 m und 0,3 m auf. Allgemein ist eine geringe Wuchshöhe der Pflanzen hinsichtlich des Abstands zwischen der Oberfläche der Pflanzen und der zweiten Passivierungsschicht vorteilhaft, da damit ein größerer Anteil der an den Pflanzen reflektierten Strahlung auf die zweite Passivierungsschicht trifft. Auch ist bei einer geringen Wuchshöhe keine Verschattung der Solarmodule durch die Pflanzen zu besorgen. Eine größere Wuchshöhe, insbesondere bis zu einem Meter, erlaubt eine vorteilhafte zusätzliche Nutzung der Pflanzen, beispielsweise als Biomasse zur Energieerzeugung.
Auf die ersten Pflanzen treffende Strahlung kann durch sämtliche Bestandteile derselben, insbesondere durch deren Blätter, Stiele, Halme, Äste, Blüten etc. reflektiert werden. Bevorzugt sind als erste Pflanzen Pflanzen solcher Gattungen, welche eine große Reflexionsfläche, insbesondere an deren Blättern, zur Verfügung stellen.
Die ersten Pflanzen sind bevorzugt immergrüne Pflanzen oder Pflanzen, deren Blätter im Winter oder während Trockenperioden als abgestorbene Blätter erhalten bleiben. Letzteres Merkmal hat den Vorteil, dass der Reflexionsgrad durch den Abbau der Blattfarbstoffe meist noch gesteigert wird. Allgemein wird mit derartigen Pflanzen der Vorteil erzielt, dass auch im Winter oder während Trockenperioden die Modulleistung gesteigert werden kann.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Pflanzenkultur als erste Pflanzen Pflanzen einer oder mehrerer der folgenden Pflanzenfamilien aufweist: Akanthusgewächse, Binsengewächse, Kreuzblütengewächse, Doldengewächse, Wolfsmilchgewächse, Rosengewächse, Dickblattgewächse, Korbblütengewächse, Nelkengewächse, Süßgräser, Lippenblütengewächse, Braunwurzgewächse, Raublattgewächse, Mittagsblumengewächse, Seidelbastgewächse, Bromeliengewächse, Wegerichgewächse,.
Mitglieder dieser Pflanzenfamilien weisen allgemein ein hohes Reflexionsvermögen in dem genannten Wellenlängenbereich auf, wenn diese an typischerweise trockene und sonnige Standorte angepasst sind. Damit eignen sie sich besonders gut für die Nutzung als Rückreflektor für Solarmodule, da diese ebenso bevorzugt in trockenen, sonnenreichen Klimazonen eingesetzt werden.
Allgemein sind insbesondere Gattungen mit wolliger, haariger oder silbrig-weißer Blattoberfläche oder wachsüberzogenen Blattoberflächen bevorzugt. Denkbar ist auch der Einsatz von Pflanzen mit panaschierten/variegaten Blättern, also mit Blättern mit weißen, chlorophylllosen Blattbereichen. Diese weisen den Vorteil auf, dass sie auch aus anderen weniger an Trockenheit angepassten Pflanzenfamilien ausgewählt werden können und an feuchteren und schattigeren Standorten angesiedelt werden können, als trockenheitsangepasste Pflanzen. Derartige Pflanzen eignen sich insbesondere vorteilhaft zur Ansiedelung in von den Solarmodulen beschatteten Bereichen.
Bevorzugte Gattungen der oben genannten Pflanzenfamilien weisen eher geringe Ansprüche an den Boden auf bzw. tolerieren nährstoffarme und sandig-trockene Untergründe.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Pflanzenkultur als Pflanzen aus der Pflanzenfamilie der Korbblütler eine oder mehrere der folgenden beispielartig genannten Gattungen enthält: Achillea, Anaphalis, Artemisia, Celmisia, Centaurea, Helichrysum, Inula, Raoulia, Senecio, Tanacetum, Anthemis, Leucophyta, Leucogenes, Hieracium, Santolina, Otanthus.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Pflanzenkultur als Pflanzen aus der Pflanzenfamilie der Nelkengewächse eine oder mehrere der folgenden Gattungen enthält Dianthus, Cerastium, Lychnis, Silene, Gypsophila, Stellaria.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Pflanzenkultur als Pflanzen aus der Pflanzenfamilie der Süßgräser eine oder mehrere der folgenden Gattungen enthält: Festuca, Sesleria, Elymus, Achnatherum, Aegilops, Agrostis, Bothriochloa, Corynephorus, Cynosurus, Dactylis, Helictotichon, Hordeum, Koeleria, Leymus, Pennisetum, Phleum, Puccinellia, Secale, Sesleria, Spodiopogon.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Pflanzenkultur als Pflanzen aus der Pflanzenfamilie der Lippenblütengewächse eine oder mehrere der folgenden Gattungen enthält: Lavandula, Sideritis, Marrubium, Stachys, Salvia, Teucrium, Thymus Ballota, Calamintha, Lamium, Majorana, Mentha, Phlomis, Plectranthus. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Pflanzenkultur als Pflanzen aus der Pflanzenfamilie der Braunwurzgewächse insbesondere Pflanzen der Gattungen Leucophyllum, Verbascum enthält.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Pflanzenkultur als Pflanzen aus der Pflanzenfamilie der Raublattgewächse insbesondere Pflanzen der Gattungen Mertensia, Alkanna, Onosma enthält.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Pflanzenkultur als Pflanzen aus der Pflanzenfamilie der Mittagsblumengewächse insbesondere Pflanzen der Gattung Oscularia, Cerochlamys, Cheiridopsis, Dorotheanthus, Gibbaeum, Glottiphyllum, Hymenocyclus, Machairophyllum, Mesembryanthemum, Odontophorus, Rhombophyllum, Ruschia, Schwantesia enthält.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Pflanzenkultur als Pflanzen aus der Pflanzenfamilie der Seidelbastgewächse insbesondere Pflanzen der Gattung Thymelaea enthält.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Pflanzenkultur als Pflanzen aus der Pflanzenfamilie der Bromeliengewächse insbesondere Pflanzen der Gattung Tillandsia enthält.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Pflanzenkultur als Pflanzen aus der Pflanzenfamilie der Wegerichgewächse insbesondere Pflanzen der Gattung Veronica, Plantago, Pseudolysimachion enthält.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Pflanzenkultur zumindest 20 Prozent, insbesondere zumindest 50 Prozent und insbesondere bevorzugt zumindest 80 Prozent der Aufstellfläche bedeckt. Bei einer Bedeckung von zumindest 20 Prozent kann der Einsatz von Pflanzenmaterial insgesamt gering gehalten werden. Dies ist insbesondere bei sehr großen Flächen vorteilhaft. Bei einer Bedeckung von 50 Prozent kann vorteilhaft sichergestellt werden, dass zumindest diejenigen Bereiche der Aufstellfläche, in denen bei einem bestimmten Sonnenstand der meiste Lichteinfall erwartet wird, zuverlässig mit Pflanzen, insbesondere ersten Pflanzen, bedeckt ist. Bei einem Anteil von zumindest 80 Prozent Bedeckung der Aufstellfläche kann über den gesamten Jahresverlauf und praktisch unabhängig vom Tagesgang ein hoher Strahlungsanteil vorteilhaft reflektiert werden.
Bei der Energieanlage kann weiterhin vorgesehen sein, dass die Tragvorrichtung derart gestaltet ist, dass der vorbestimmte Abstand zwischen der Aufstellfläche und dem zumindest einen Solarmodul zumindest 0,3 m, insbesondere zumindest 1 m und insbesondere bevorzugt zumindest 2 m beträgt.
Ein großer Abstand, insbesondere ein Abstand von zumindest einem Meter ist hinsichtlich des Abstands zwischen der Oberfläche des Rückreflektors, insbesondere wenn dieser durch eine Pflanzenkultur ausgebildet ist, und der zweiten Passivierungsschicht vorteilhaft, da damit aufgrund des verringerten Schattenwurfs des Solarmoduls auf die Aufstellfläche ein größerer Anteil der an dem Rückreflektor reflektierten Strahlung auf die zweite Passivierungsschicht trifft.
Bei einem Abstand von zumindest 2 m können auch Pflanzen mit größerer Wuchshöhe vorteilhaft als Rückreflektor verwendet werden oder die Solarmodule zur Teilbeschattung von Nutzpflanzen – z. B. Tee (Camellia sinensis) – Einsatz finden.
Bei einem Abstand von höchstens 5 m sind die Solarmodule in nur sehr geringem Maße einer Belastung durch Wind ausgesetzt. Insbesondere kann bei einem geringen Abstand vorteilhaft ein durch eine Pflanzenkultur mit niedrigwüchsigen Pflanzen gebildeter Rückreflektor vorgesehen sein.
Die Tragvorrichtung kann beispielsweise als ein Tragmast ausgebildet sein, welcher ein oder mehrere Solarmodule trägt. Der Tragmast kann insbesondere einen ersten Endabschnitt aufweisen, welcher mit der Aufstellfläche verbunden ist. Beispielsweise kann der Tragmast mit dem ersten Endabschnitt in die Aufstellfläche eingerammt oder an dieser mittels einer Befestigungseinrichtung, wie z. B. einem Anker oder Schrauben, befestigt sein. Die Solarmodule sind an einem entgegengesetzt zu dem ersten Endabschnitt gelegenen zweiten Endabschnitt des Tragmasts angeordnet.
Alternativ hierzu kann vorgesehen sein, dass die Tragvorrichtung, eine erste Ständereinrichtung, eine beabstandet zu dieser angeordnete zweite Ständereinrichtung und eine sich zwischen der ersten und der zweiten Ständereinrichtung erstreckende Trageinrichtung, welche ein oder mehrere Solarmodule trägt aufweist. Insbesondere sind die erste und die zweite Ständereinrichtung beabstandet zueinander auf der Aufstellfläche angeordnet und können insbesondere mit dieser verbunden sein.
Die Trageinrichtung kann insbesondere in Form zumindest eines Querträgers oder in Form einer Seilanordnung ausgebildet sein. Durch einen Querträger bzw. eine Seilanordnung können große Längen zwischen den Ständereinrichtungen überspannt werden. Dies hat den Vorteil, dass die Anzahl der Ständereinrichtungen gering gehalten werden kann und damit ein größerer Anteil der Aufstellfläche zur Anbringung des Rückreflektors zur Verfügung steht.
Vorteilhaft kann vorgesehen sein, dass die Energieanlage zumindest eine entlang einer Reihenlängsrichtung verlaufende Reihe von Solarmodulen mit jeweils zumindest einem Solarmodul aufweist. Bevorzugt weist die zumindest eine Reihe zumindest zwei oder mehr Solarmodule auf. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Energieanlage zwei oder mehr beabstandet zueinander angeordnete und entlang einander verlaufende Reihen von Solarmodulen aufweist.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Aufstellfläche eine entlang der zumindest einen Reihe verlaufende eine Vertiefung aufweist, wobei der Rückreflektor bevorzugt in der Vertiefung angeordnet ist. Auf diese Weise wird ein Abstand zwischen dem Rückreflektor und der zweiten Passivierungsschicht vorteilhaft vergrößert. Falls der Rückreflektor durch eine Pflanzenkultur ausgebildet ist, kann vorteilhaft beispielsweise vorgesehen sein, dass die Pflanzenkultur lediglich im Bereich der Vertiefungen angeordnet ist. Damit wird eine besonders effiziente Rückreflexion erzielt und gleichzeitig können Bereiche der Aufstellfläche, welche keine Pflanzenkultur aufweisen, betreten werden, ohne dass eine Beschädigung der Pflanzen zu befürchten ist. Es kann jedoch auch außerhalb der Vertiefungen der Aufstellfläche eine Pflanzenkultur als Rückreflektor vorgesehen sein. Bei einer Energieanlage mit mehreren Reihen von Solarmodulen kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass zwischen zwei benachbarten Reihen jeweils eine Ausnehmung vorgesehen ist.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die Verwendung einer Pflanzenkultur auf einer Aufstellfläche für Solarmodule als Rückreflektor zur Bestrahlung von auf der Aufstellfläche angeordneten Solarmodulen mit an dem Rückreflektor reflektierten Licht vorgesehen, wobei die Pflanzenkultur einen Anteil von zumindest 20 Prozent, insbesondere einen Anteil von zumindest 50 Prozent und insbesondere bevorzugt einen Anteil von zumindest 80 Prozent von ersten Pflanzen aufweist, welche für Strahlung in einem Wellenlängenbereich zwischen 750 nm und 1200 nm einen Reflexionsgrad aufweisen, der um zumindest 20 Prozent, insbesondere um zumindest 50 Prozent größer ist als deren Reflexionsgrad für Strahlung in einem Wellenlängenbereich kleiner 750 nm bis 300 nm.
Als Solarmodule können hierbei insbesondere die oben beschriebenen Solarmodule verwendet werden. Weiterhin können diese insbesondere gemäß der im Rahmen der erfindungsgemäßen Energieanlage beschriebenen Anordnung gegenüber der Aufstellfläche verwendet werden. Allgemein gelten die im Rahmen der Beschreibung der Energieanlage offenbarten Merkmale der Aufstellfläche sowie der Anordnung der Solarmodule auf der Aufstellfläche mittels einer Tragvorrichtung in analoger Weise für die Merkmale der erfindungsgemäßen Verwendung der Pflanzenkultur.
Die Verwendung der obigen Pflanzen als Rückreflektor bietet den Vorteil, dass die Pflanzenkultur eine Zusatznutzung der Aufstellfläche ermöglicht. Beispielsweise kann die Aufstellfläche als Weide für Nutztiere genutzt werden. Weiterhin kann die Pflanzenkultur in bestimmten Zeitabständen geerntet und einer weiteren Nutzung zugeführt werden, z. B. als Lebensmittel, Heilmittel, Futtermittel oder als Biomasse zur Energieerzeugung. Ein entscheidender Vorteil von Pflanzen als Rückreflektor ist weiterhin, dass dadurch keine Versiegelung des Bodens erfolgt und insbesondere ein effektiver Schutz gegen Bodenerosion erzielt wird.
Dadurch, dass erfindungsgemäß eine Pflanzenkultur mit ersten Pflanzen, welche zwischen 750 nm und 1200 nm einen Reflexionsgrad aufweisen, der um zumindest 50 Prozent größer ist als deren Reflexionsgrad für Strahlung in einem Wellenlängenbereich kleiner 750 nm bis 300 nm, kann insbesondere der Wirkungsgrad von Solarmodulen mit dicken Passivierungsschichten durch die erfindungsgemäße Verwendung gesteigert werden. Insbesondere, wenn die Pflanzen als Rückreflektor zur Bestrahlung der oben beschriebenen Solarmodule von der Seite der zweiten Passivierungsschicht her verwendet werden, kann bei sehr guter Passivierungswirkung der zweiten Passivierungsschicht ein hoher Wirkungsgrad des Solarmoduls erzielt werden, da die Pflanzen in dem Wellenlängenbereich, in dem die zweite Passivierungsschicht ein geringes Reflexionsvermögen aufweist, ein sehr hohes Reflexionsvermögen aufweisen.
Wenn die Pflanzenkultur zumindest einen Anteil von 20 Prozent von ersten Pflanzen aufweist, kann bereits eine deutliche Erhöhung des Reflexionsvermögens oder -grades der Aufstellfläche in dem Wellenlängenbereich zwischen 750 nm und 1200 nm erzielt werden. Hierbei ist von Vorteil, dass ein hoher Anteil der Pflanzenkultur durch andere als die ersten Pflanzen gebildet sein kann und somit eine große Artenvielfalt erzielbar ist.
Bei einem Anteil von zumindest 50 Prozent an ersten Pflanzen wird der Reflexionsgrad der Aufstellfläche stark vergrößert. Insbesondere kann auf diese Weise eine relativ homogene Reflexionsoberfläche durch die Oberfläche der Pflanzen geschaffen werden.
Wenn die Pflanzenkultur zumindest einen Anteil von 80 Prozent von ersten Pflanzen enthält wird ein besonders hoher Wirkungsgrad der Solarmodule erzielt, da hierbei ein sehr hoher Anteil der Strahlung, welcher nicht direkt auf die erste oder die zweite Passivierungsschicht des Solarmoduls trifft, durch die ersten Pflanzen reflektiert wird. Da die ersten Pflanzen in dem Wellenlängenbereich zwischen 750 nm und 1200 nm ein sehr hohes Reflexionsvermögen aufweisen, wird eine besonders vorteilhafte Bestrahlung der zweiten Passivierungsschicht erzielt, da diese in genau diesem Wellenlängenbereich eine geringe Reflektivität aufweist.
Der Anteil der ersten Pflanzen an der Pflanzenkultur kann insbesondere durch ein Verhältnis der Anzahl der ersten Pflanzen zu der gesamten Anzahl an Pflanzen der Pflanzenkultur definiert sein. Auch kann der Anteil der ersten Pflanzen an der Pflanzenkultur durch ein Verhältnis des von mit ersten Pflanzen bedeckten Flächeninhalts der Aufstellfläche zu dem insgesamt mit Pflanzen bedeckten Flächeninhalts der Aufstellfläche definiert sein.
Die ersten Pflanzen der Pflanzenkultur weisen bevorzugt eine Wuchshöhe in einem Bereich zwischen 0,01 m und 1 m, insbesondere zwischen 0,02 m und 0,5 m und insbesondere bevorzugt zwischen 0,05 m und 0,3 m auf. Allgemein ist eine geringe Wuchshöhe der Pflanzen hinsichtlich des Abstands zwischen der Oberfläche der Pflanzen und der zu bestrahlenden Fläche des Solarmoduls vorteilhaft, da damit ein größerer Anteil der an den Pflanzen reflektierten Strahlung auf die zu bestrahlende Fläche des Solarmoduls trifft. Auch ist bei einer geringen Wuchshöhe keine Verschattung der Solarmodule durch die Pflanzen zu besorgen. Eine größere Wuchshöhe, insbesondere bis zu einem Meter, erlaubt eine vorteilhafte zusätzliche Nutzung der Pflanzen, beispielsweise als Biomasse zur Energieerzeugung.
Die ersten Pflanzen sind bevorzugt immergrüne Pflanzen oder Pflanzen, deren Blätter im Winter oder während Trockenperioden als abgestorbene Blätter erhalten bleiben. Letzteres Merkmal hat den Vorteil, dass der Reflexionsgrad durch den Abbau der Blattfarbstoffe meist noch gesteigert wird. Allgemein wird mit derartigen Pflanzen der Vorteil erzielt, dass auch über den gesamten Jahresgang oder während Trockenperioden die Modulleistung vorteilhaft durch die Verwendung der Pflanzenkultur gesteigert werden kann.
Insbesondere kann bei der erfindungsgemäßen Verwendung der Pflanzenkultur vorgesehen sein, dass die Pflanzenkultur als erste Pflanzen Pflanzen einer oder mehrerer der folgenden Pflanzenfamilien aufweist: Akanthusgewächse, Binsengewächse, Kreuzblütengewächse, Doldengewächse, Wolfsmilchgewächse, Rosengewächse, Dickblattgewächse, Korbblütengewächse, Nelkengewächse, Süßgräser, Lippenblütengewächse, Braunwurzgewächse, Raublattgewächse, Mittagsblumengewächse, Seidelbastgewächse, Bromeliengewächse, Wegerichgewächse.
Mitglieder dieser Pflanzenfamilien weisen allgemein ein hohes Reflexionsvermögen in dem genannten Wellenlängenbereich auf, wenn diese an trockene und sonnige Standorte angepasst sind. Damit eignen sie sich besonders gut für die Verwendung als Rückreflektor für Solarmodule, da diese bevorzugt in trockenen, sonnenreichen Klimazonen eingesetzt werden.
Allgemein sind insbesondere Gattungen mit wolliger, haariger oder silbrig-weißer Blattoberfläche oder wachsüberzogenen Blattoberflächen bevorzugt. Denkbar ist auch der Einsatz von Pflanzen mit panaschierten/variegaten Blättern, also mit Blättern mit weißen, chlorophylllosen Blattbereichen. Diese weisen den Vorteil auf, dass sie auch aus anderen weniger an Trockenheit angepassten Pflanzenfamilien ausgewählt werden können und an feuchteren und schattigeren Standorten angesiedelt werden können als trockenheitsangepasste Pflanzen. Derartige Pflanzen eignen sich insbesondere vorteilhaft zur Ansiedelung in von den Solarmodulen beschatteten Bereichen.
Bevorzugte Gattungen der oben genannten Pflanzenfamilien weisen eher geringe Ansprüche an den Boden auf bzw. tolerieren nährstoffarme und sandig-trockene Untergründe.
Beispiele für bevorzugte Gattungen wurden bereits im Rahmen der Beschreibung der Energieanlage genannt und gelten analog für die erfindungsgemäße Verwendung der Pflanzenkultur.
Unter dem „Reflexionsgrad”, dem „Reflexionsvermögen” oder der „Reflektivität” einer physischen Struktur, insbesondere eines Bauteils, einer Bauteilschicht, einer Pflanze, Bestandteilen der Pflanze oder einer unter dem Begriff Pflanzenkultur zusammengefassten Gesamtheit von Pflanzen, wird hierin allgemein das Verhältnis des von der physischen Struktur zurückgestrahlten Lichtstromes zu dem auf den Körper auftreffenden Lichtstrom verstanden.
Der Reflexionsgrad einer Oberfläche einer physischen Struktur bei einer bestimmten Wellenlänge, insbesondere der Oberfläche einer Solarzelle, z. B. der Oberfläche der ersten oder der zweiten Passivierungsschicht, oder eines Blattes einer Pflanze der Pflanzenkultur kann bei den in der Norm DIN EN 62788-1-4 angegebenen Versuchsbedingungen und dem dort angegebenen Versuchsaufbau bestimmt werden, wobei die in dieser Norm für den Transmissionsgrad angegebene Berechnungsmethode analog auf den Reflexionsgrad angewendet wird. Zur Bestimmung der hierin angegeben Reflexionsgrade kann beispielsweise ein Spektrometer vom Typ „Perkin Elmer Lambda 950” verwendet werden.
Bei der Berechnung der Reflexionsgrade der Pflanzen durch analoge Anwendung der in der DIN EN 62788-1-4 angegebenen Berechnungsmethode erfolgt eine Gewichtung mit den externen Quanteneffizienzen der Solarzelle, mit denen zusammen die Pflanzen verwendet werden. Zur Bestimmung des Reflexionsgrades eines Blattes einer Pflanze der Pflanzenkultur kann gegebenenfalls eine Vielzahl von Blättern auf einer transparenten Folie angeordnet werden.
In Bezug auf den Reflexionsgrad einer Pflanze ist hierin insbesondere der Reflexionsgrad derjenigen Bestandteile der Pflanzen zu verstehen, welche den größten Anteil der Gesamtoberfläche der Pflanzen bilden, insbesondere der Blätter der Pflanze, und hierbei bevorzugt einer in eingepflanztem Zustand der Pflanze in Bezug auf die Schwerkraftrichtung nach oben orientierte Blattoberfläche.
Der „Brechungsindex” eines Materials gibt hierin das Verhältnis der Vakuumlichtgeschwindigkeit zur Ausbreitungsgeschwindigkeit des Lichts in dem Material an.
Unter der „externen Quanteneffizienz”, kurz „EQE”, eines Solarmoduls oder einer Solarzelle oder einer Oberfläche des Solarmoduls bzw. der Solarzelle wird hierin allgemein das Verhältnis der Anzahl von in dem Solarmodul bzw. an der jeweiligen Oberfläche desselben freigesetzten Ladungsträger zu der Anzahl der auf das Solarmodul bzw. auf die jeweilige Oberfläche desselben eingestrahlten Lichtquanten (Photonen) verstanden.
Die EQE des Solarmoduls oder der Solarzelle desselben bzw. einer Oberfläche dieser Komponenten kann insbesondere dadurch bestimmt werden, dass mittels einer Strahlungsquelle, z. B. in Form einer Lampe, eine bestimmte Lichtmenge – bei konstanter bekannter Strahlungsleistung der Strahlungsquelle – über einen vorbestimmten Zeitraum, z. B. von wenigen Millisekunden bis mehrere Minuten – in einem bestimmten Wellenlängenbereich auf die Solarzelle oder das Solarmodul bzw. die Oberfläche dieser Komponenten eingestrahlt und der Kurzschlussstrom des Solarmoduls bzw. der Solarzelle gemessen wird. Aus diesem kann dann auf die Anzahl der frei gewordenen Ladungsträger zurückgerechnet werden.
In Bezug auf Richtungsangaben und Achsen, insbesondere auf Richtungsangaben und Achsen, die den Verlauf von physischen Strukturen betreffen, wird hierin unter einem Verlauf einer Achse, einer Richtung oder einer Struktur „entlang” einer anderen Achse, Richtung oder Struktur verstanden, dass diese, insbesondere die sich in einer jeweiligen Stelle der Strukturen ergebenden Tangenten jeweils in einem Winkel von kleiner oder gleich 45 Grad, bevorzugt kleiner oder gleich 30 Grad und insbesondere bevorzugt parallel zueinander verlaufen.
In Bezug auf Richtungsangaben und Achsen, insbesondere auf Richtungsangaben und Achsen, die den Verlauf von physischen Strukturen betreffen, wird hierin unter einem Verlauf einer Achse, einer Richtung oder einer Struktur „quer” zu einer anderen Achse, Richtung oder Struktur verstanden, dass diese, insbesondere die sich in einer jeweiligen Stelle der Strukturen ergebenden Tangenten jeweils in einem Winkel von größer oder gleich 45 Grad, bevorzugt größer oder gleich 60 Grad und insbesondere bevorzugt senkrecht zueinander verlaufen.
Im Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnungen erläutert. Von den Figuren zeigen:
1 eine schematische Schnittansicht eines Solarmoduls gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
2 eine schematische Ansicht einer Energieanlage gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sowie eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Verwendung von Pflanzen;
3 eine schematische Ansicht einer Energieanlage gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sowie eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Verwendung von Pflanzen;
4 eine schematische perspektivische Ansicht der in 3 gezeigten Energieanlage, wobei ein Rückreflektor derselben nicht dargestellt ist; und
5 ein Diagramm, in welchem eine Reflexion von als Rückreflektor verwendeten Pflanzen sowie eine externe Quanteneffizienz für eine erste und eine zweite Oberfläche des Solarmoduls gemäß der vorliegenden Erfindung jeweils über die Wellenlänge der Strahlung aufgetragen sind.
In den Figuren bezeichnen dieselben Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Komponenten, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.
1 zeigt beispielartig eine schematische Schnittansicht eines Solarmoduls gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Solarmodul 1 weist, wie dargestellt, zumindest eine Solarzelle 10 mit einer Substratschicht 11 auf. Die Substratschicht 11 weist eine erste Oberfläche 11a und eine entgegengesetzt zu dieser orientierte zweite Oberfläche 11b auf. Wie in 1 schematisch dargestellt, kann insbesondere in Bezug auf eine Dickenrichtung D11 der Substratschicht 11 an die erste Oberfläche 11a angrenzend ein Emitterbereich 19 ausgebildet sein, welcher eine von einem in Bezug auf die Dickenrichtung D11 an den Emitterbereich 19 angrenzenden Basisbereich 20 verschiedene Ladungsträgerdotierung aufweist.
Wie in 1 weiterhin gezeigt ist, weist die zumindest eine Solarzelle 10 des Solarmoduls 1 an der ersten Oberfläche 11a der Substratschicht 11 eine erste Passivierungsschicht 12 und an der zweiten Oberfläche 11b der Substratschicht 11 eine zweite Passivierungsschicht 13 auf. Die zweite Passivierungsschicht 13 weist insbesondere eine derartige Schichtdicke d13 und einen derartigen Brechungsindex auf, dass der Anteil von auf die zweite Passivierungsschicht 13 einfallender Strahlung S2, welcher von dieser reflektiert wird, in einem Wellenlängenbereich zwischen 750 nm und 1200 nm minimal ist.
Wie in 1 gezeigt ist, können an der ersten Oberfläche 11a der Substratschicht 11 erste Kontakteinrichtungen 17 und an der zweiten Oberfläche 11b der Substratschicht zweite Kontakteinrichtungen 18 angeordnet sein. Die ersten Kontakteinrichtungen 17 sind elektrisch leitend mit der Substratsicht 11 verbunden, insbesondere dadurch, dass diese an der ersten Oberfläche 11a derselben anliegen. Die zweiten Kontakteinrichtungen 18 sind ihrerseits ebenfalls elektrisch leitend mit der Substratschicht 11 verbunden, insbesondere dadurch, dass diese an der zweiten Oberfläche 11b der Substratschicht 11 anliegen. Die ersten Kontaktierungseinrichtungen 17 können sich insbesondere durch in der ersten Passivierungsschicht 12 ausgebildete Ausnehmungen 12A, 12B hindurch, die zweiten Kontaktierungseinrichtungen 18 können sich insbesondere durch in der zweiten Passivierungsschicht 13 ausgebildete Ausnehmungen 13A, 13B erstrecken, wie schematisch in 1 gezeigt. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Kontakteinrichtungen insgesamt zwischen den Passivierungsschichten 12, 13 und der Substratschicht angeordnet sind und z. B. seitlich an einer Ausnehmung zwischen Passivierungsschicht 12, 13 und Substratschicht 11 herausgeführt werden (nicht dargestellt).
Die Schichtdicke d13 der zweiten Passivierungsschicht 13 kann insbesondere größer sein als eine Schichtdicke d12 der ersten Passivierungsschicht 12.
Allgemein sind die erste und die zweite Passivierungsschicht 12, 13 jeweils aus einem dielektrischen Material ausgebildet. Wie in 1 gezeigt, kann die zweite Passivierungsschicht 13 insbesondere eine erste Lage 14 aus einem ersten Material und eine zweite Lage 15 aus einem zweiten Material aufweisen. Beispielsweise kann die erste Lage 14 aus einem Aluminiumoxid(AlO_x)-Material mit einer Dicke d14 in einem Bereich zwischen 5 nm und 30 nm, insbesondere zwischen 15 nm und 25 nm gebildet sein, sowie einen Brechungsindex in einem Bereich zwischen 1,5 und 1,7 aufweisen. Die zweite Lage 15 kann insbesondere aus einem Siliziumnitrid(SiN_x)-Material mit einer Dicke d15 in einem Bereich zwischen 80 nm und 150 nm, insbesondere zwischen 90 nm und 120 nm gebildet sein sowie einen Brechungsindex im Bereich zwischen 1,9 und 2,4 aufweisen.
Alternativ hierzu kann die erste Lage 14 der zweiten Passivierungsschicht 13 aus einem Siliziumoxinitrid(SiO_xN_y)-Material mit einer Dicke d14 in einem Bereich zwischen 20 nm und 100 nm, insbesondere zwischen 50 nm und 95 nm gebildet sein sowie einen Brechungsindex in einem Bereich zwischen 1,5 und 1,7 aufweisen. Die zweite Lage 15 kann insbesondere aus einem Siliziumnitrid(SiN_x)-Material mit einer Dicke d15 in einem Bereich zwischen 80 nm und 150 nm, insbesondere zwischen 85 nm und 110 nm gebildet sein sowie einen Brechungsindex im Bereich zwischen 1,9 und 2,4 aufweisen.
Wie in 1 schematisch gezeigt, kann optional vorgesehen sein, dass auf der zweiten Passivierungsschicht 13 eine zumindest in einem Wellenlängenbereich zwischen 750 nm und 1200 nm transparente erste Schutzschicht 16, z. B. in Form einer Kunststofffolie oder einer Kombination mit einem Glas oder dergleichen, angeordnet ist. Alternativ oder zusätzlich zu der ersten Schutzschicht 16 kann vorgesehen sein, dass auf der ersten Passivierungsschicht 12 eine zweite transparente Schutzschicht 21, z. B. in Form einer Kunststofffolie oder einer Kombination mit einem Glas oder dergleichen, in angeordnet ist.
Die erste Passivierungsschicht 12, insbesondere eine entgegengesetzt zu der Substratschicht gelegene erste Oberfläche 12a der ersten Passivierungsschicht 12, definiert insbesondere eine erste lichtempfangende Seite F1 der Solarzelle 10 und damit auch des Solarmoduls 1. Es kann vorgesehen sein, dass die erste Oberfläche 12a der ersten Passivierungsschicht 12 eine Texturierung aufweist. Die zweite Passivierungsschicht 13, insbesondere eine entgegengesetzt zu der Substratschicht gelegene erste Oberfläche 13a der zweiten Passivierungsschicht 13, definiert insbesondere eine zweite lichtempfangende Seite F2 der Solarzelle 10 und damit auch des Solarmoduls 1. Es kann vorgesehen sein, dass die erste Oberfläche 13a der zweiten Passivierungsschicht 13 eine Texturierung aufweist. Aufgrund der teilweisen Transparenz der zweiten Passivierungsschicht 13, insbesondere aufgrund deren geringen Reflektivität in einem Wellenlängenbereich zwischen 750 nm und 1200 nm, kann die Solarzelle 10 auf beiden Seiten F1, F2 Licht empfangen und zur Bereitstellung einer elektrischen Spannung an den Kontaktreinrichtungen 17, 18 nutzen.
2 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel einer Energieanlage 100 gemäß der vorliegenden Erfindung. Wie in 2 gezeigt, weist die Energieanlage zumindest ein Solarmodul 1 der hierin beschriebenen Art, insbesondere mit den hierin beschriebenen Solarzellen 10, auf. Das zumindest eine Solarmodul 1 ist durch eine Tragvorrichtung 30 gehalten. Insbesondere kann das Solarmodul 1 durch die Tragvorrichtung 30 in einem vorbestimmten Abstand a1 zu einer Aufstellfläche 40 derart angeordnet sein, dass die zweite Passivierungsschicht 13 der Aufstellfläche 40 zugewandt orientiert ist. Die zweite lichtempfangende Seite F2 des Solarmoduls 1 ist damit gemäß dem beschriebenen Ausführungsbeispiel der Aufstellfläche 40 zugewandt. Die erste lichtempfangende Seite F1 ist damit insbesondere zum Empfang direkter Strahlung S1 ausgebildet.
Wie in 2 weiterhin gezeigt, weist die Energieanlage einen auf der Aufstellfläche 40 angeordneten Rückreflektor 50 auf. Dieser weist für Strahlung in einem Wellenlängenbereich zwischen 750 nm und 1200 nm einen Reflexionsgrad auf, der um zumindest 20 Prozent, insbesondere um zumindest 50 Prozent größer ist als der Reflexionsgrad des Rückreflektors 50 für Strahlung in einem Wellenlängenbereich von 0,1 nm bis kleiner 750 nm. Die zweite lichtempfangende Seite F2 des Solarmoduls 2 ist damit insbesondere zum Empfang von an dem Rückreflektor 50 reflektierter Strahlung S2 ausgebildet.
Gemäß den in den 2 und 3 dargestellten Ausführungsbeispielen ist der Rückreflektor 50 jeweils durch eine Pflanzenkultur 51 gebildet. Die Aufstellfläche 40 ist bei den in den 2 und 3 gezeigten Ausführungsbeispielen beispielhaft durch eine Oberfläche des Erdreichs, wie z. B. eine Brachfläche, gebildet. Die Aufstellfläche kann jedoch auch durch eine Dachoberfläche eines Gebäudes oder dergleichen gebildet sein.
Die Pflanzen der Pflanzenkultur 51 können einen Anteil von zumindest 20 Prozent, insbesondere einen Anteil von zumindest 50 Prozent und insbesondere bevorzugt einen Anteil von zumindest 80 Prozent von ersten Pflanzen 52 aufweisen, welche in dem Wellenlängenbereich zwischen 750 nm und 1200 nm einen Reflexionsgrad aufweisen, der um zumindest 20 Prozent, insbesondere um zumindest 50 Prozent größer ist als deren Reflexionsgrad für Strahlung in einem Wellenlängenbereich von 300 nm bis kleiner 750 nm.
In den 2 und 3 sind die Pflanzen 52 schematisch als Bodenvegetation, also als direkt in das in diesen Ausführungsbeispielen die Aufstellfläche 40 bildende Erdreich eingepflanzt, dargestellt. Die Pflanzen 52, insbesondere die ersten Pflanzen der Pflanzenkultur 51 können jedoch auch in Pflanzkübeln oder ähnlichen Gefäßen auf der Aufstellfläche 40 angeordnet sein (nicht dargestellt). Allgemein kann die Pflanzenkultur 51 auf der Aufstellfläche 40 angeordnet bzw. angesiedelt sein.
Die ersten Pflanzen 52 der Pflanzenkultur 51 können eine Wuchshöhe w52 in einem Bereich zwischen 0,01 m und 1 m, insbesondere zwischen 0,02 m und 0,5 m und insbesondere bevorzugt zwischen 0,05 m und 0,3 m aufweisen. Bei dem in den 2 und 3 gezeigten Ausführungsbeispielen kann die Wuchshöhe w52 von der Aufstellfläche 40 gemessen werden, beispielsweise als eine Höhe der Pflanze 52 in Bezug auf die Schwerkraftrichtung G.
Als erste Pflanzen 52 kann die Pflanzenkultur 51 insbesondere Pflanzen einer oder mehrerer der folgenden Pflanzenfamilien aufweisen: Akanthusgewächse, Binsengewächse, Kreuzblütengewächse, Doldengewächse, Wolfsmilchgewächse, Rosengewächse, Dickblattgewächse, Korbblütengewächse, Nelkengewächse, Süßgräser, Lippenblütengewächse, Braunwurzgewächse, Raublattgewächse, Mittagsblumengewächse, Seidelbastgewächse, Bromeliengewächse, Wegerichgewächse.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Pflanzenkultur 50 zumindest 20 Prozent, insbesondere zumindest 50 Prozent und insbesondere bevorzugt zumindest 80 Prozent der Aufstellfläche 40 bedeckt.
Wie bereits beschrieben, sind die Solarmodule 1 durch eine Tragvorrichtung 30 relativ zu der Aufstellfläche 40 in einem vorbestimmten Abstand a1 angeordnet. Der vorbestimmte Abstand a1 zwischen der Aufstellfläche 40 und dem zumindest einen Solarmodul 1 kann zumindest 0,3 m, insbesondere zumindest 1 m und insbesondere bevorzugt zumindest 2 m betragen. Allgemein ist es vorteilhaft, wenn der vorbestimmte Abstand a1 größer ist als die Wuchshöhe w52 der ersten Pflanzen 52 der Pflanzenkultur.
Wie in 2 beispielartig und schematisch gezeigt ist, kann die Tragvorrichtung 30 als ein Tragmast 31 ausgebildet sein. Dieser kann insbesondere einen ersten Endabschnitt 31A aufweisen, welcher mit der Aufstellfläche 40 verbunden ist. Beispielsweise kann der Tragmast 31 mit dem ersten Endabschnitt 31A in die Aufstellfläche 40 bzw. das diese z. B. bildende Erdreich eingerammt sein, wie schematisch in 2 gezeigt. Auch kann der erste Endabschnitt 31A beispielsweise in einem mit der Aufstellfläche 40 verbundenen Fundament aufgenommen oder an diesem befestigt, beispielsweise verschraubt oder dergleichen, sein. Die Solarmodule 1 sind an einem entgegengesetzt zu dem ersten Endabschnitt 31A gelegenen zweiten Endabschnitt 31B des Tragmasts 31 angeordnet. Wie in 2 schematisch gezeigt, kann an dem zweiten Endabschnitt 31B Tragmast 31 hierzu eine Rahmenkonstruktion 31C angebracht sein, welche ein oder mehrere Solarmodule 1 trägt.
Wie schematisch in den 3 und 4 dargestellt ist, kann auch vorgesehen sein, dass die Tragvorrichtung 30, eine erste Ständereinrichtung 32, eine beabstandet zu dieser angeordnete zweite Ständereinrichtung 33 und eine sich zwischen der ersten und der zweiten Ständereinrichtung 32, 33 erstreckende Trageinrichtung 34, welche ein oder mehrere Solarmodule 1 trägt aufweist.
Wie schematisch in 4 gezeigt ist, kann die Trageinrichtung 34 durch einen ersten und einen zweiten Querträger 34A, 34B gebildet sein, die jeweils mit der Ständereinrichtung 32 verbunden sind. Die Querträger 34A, 34B können beispielsweise durch Metallprofile oder dergleichen ausgebildet sein. Auch kann eine Seilanordnung mit mehreren Seilen, welche sich jeweils zwischen der ersten und der zweiten Ständereinrichtung 32, 33 erstrecken, als Trageinrichtung 34 vorgesehen sein.
Die Ständereinrichtungen 32, 33 können jeweils durch zwei beabstandet zueinander angeordnete Ständer 32A, 32B bzw. 33A, 33B gebildet sein, welche mit einem ersten Endabschnitt an der Aufstellfläche befestigt sind und an einem entgegengesetzt zu dem ersten Endabschnitt gelegenen zweiten Endabschnitt mit der Trageinrichtung 34 verbunden sind. In Bezug auf die Befestigung der Ständereinrichtung 32, 33 gelten die Ausführungen zu der als Tragmast 31 ausgebildeten Tragvorrichtung 30 in analoger Weise.
Wie in den 2 bis 4 gezeigt, kann vorgesehen sein, dass die Energieanlage 100 zumindest eine sich in einer Reihenlängsrichtung L1, L2 erstreckende Reihe R1, R2 von Solarmodulen 1 mit jeweils zumindest einem Solarmodul 1 aufweist. In den 2 bis 4 sind beispielhaft zwei beabstandet zueinander angeordnete und entlang einander verlaufende Reihen R1, R2 von Solarmodulen 1 gezeigt. Die Reihen R1, R2 erstrecken sich jeweils in der Reihenlängsrichtung L1, L2 und sind in einer quer zu dieser verlaufenden Reihenabstandsrichtung A1 zueinander beabstandet.
Wie schematisch in 3 gezeigt ist, kann die Aufstellfläche 40 zwischen den Reihen R1, R2 eine Vertiefung 41 aufweisen bzw. eine Vertiefung 41 ausbilden. Der Rückreflektor 50 kann dabei insbesondere in der Vertiefung 41 angeordnet sein.
Wie in 3 gezeigt ist, kann hierbei insbesondere vorgesehen sein, dass die den Rückreflektor 50 bildenden Pflanzen der Pflanzenkultur 51 auch außerhalb der Vertiefung angeordnet sind, aus dieser herauswachsen oder sich auch außerhalb dieser erstrecken. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Aufstellfläche insbesondere in einem in Bezug auf die Reihenabstandsrichtung A1 Bereich seitlich neben der Vertiefung 41 gelegenen Bereich, welcher beispielsweise eine Breite von maximal 80 Prozent der Breite b41 der Vertiefung aufweist.
Die Breite b41 der Vertiefung 41 kann insbesondere in einem Bereich zwischen 5 Prozent und 95 Prozent der Beabstandung der Reihen R1, R2 in Reihenabstandsrichtung A1 liegen.
In dem Fall, dass eine Pflanzenkultur 51 den Rückreflektor ausbildet, kann eine Tiefe t41 der Vertiefung insbesondere in einem Bereich zwischen 5 Prozent und 150 Prozent der Wuchshöhe W52 der ersten Pflanzen 52 liegen. In dem Fall, dass der Rückreflektor 50 durch eine Folie oder dergleichen ausgebildet ist, kann die Vertiefung insbesondere eine Tiefe in einem Bereich zwischen 0,1 m und 1 m aufweisen.
Die 2 und 3 zeigen gleichzeitig eine erfindungsgemäße Verwendung einer Pflanzenkultur 51 auf einer Aufstellfläche 40 für Solarmodule 1 als Rückreflektor 50 zur Bestrahlung von auf der Aufstellfläche 40 angeordneten Solarmodulen 1 mit an dem Rückreflektor 50 reflektierten Licht. Wie bereits für die Energieanlage beschrieben, weist die Pflanzenkultur 51 einen Anteil von zumindest 20 Prozent, insbesondere einen Anteil von zumindest 50 Prozent und insbesondere bevorzugt einen Anteil von zumindest 80 Prozent von ersten Pflanzen 52 auf, welche für Strahlung in einem Wellenlängenbereich zwischen 750 nm und 1200 nm einen Reflexionsgrad aufweisen, der um zumindest 20 Prozent, insbesondere um zumindest 50 Prozent größer ist als deren Reflexionsgrad für Strahlung in einem Wellenlängenbereich kleiner 750 nm bis 300 nm.
5 zeigt beispielhaft ein Diagramm, in welchem die Reflexion bzw. die Reflektivität von einer als Rückreflektor verwendeten Pflanzenkultur sowie die externe Quanteneffizienz (EQE) für die erste und eine zweite Oberfläche 11a, 12a der Substratschicht 11 der Solarzelle 10 des Solarmoduls 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung jeweils über die Wellenlänge der Strahlung aufgetragen sind. Die Kurve K1 zeigt beispielhaft die Reflektivität der ersten Pflanzen 52 der Pflanzenkultur 51, wobei erkennbar ist, dass die Reflektivität der ersten Pflanzen im Wellenlängenbereich von 750 nm stark ansteigt und bis ca. 1150 nm auf annähernd konstantem Niveau liegt. Die Kurve K2 zeigt beispielhaft die EQE der zweiten Oberfläche 11a der Substratschicht 11 der Solarzelle 10 des Solarmoduls 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Es ist zu erkennen, dass die EQE in dem Bereich zwischen ca. 710 nm und ca. 1050 nm die größten Werte für den gesamten dargestellten Wellenlängenbereich aufweist. Wie durch die Kurve K3 beispielhaft gezeigt ist, liegt die EQE der ersten Oberfläche 11a der Substratschicht 11 der Solarzelle 10 des Solarmoduls 1 oberhalb der EQE der zweiten Oberfläche 11b. Grund hierfür sind die Merkmale der zweiten Passivierungsschicht 13 der Solarzelle 10. Durch die erfindungsgemäße Verwendung der Pflanzenkultur 51 mit ersten Pflanzen 52 als Rückreflektor 50 wird der Anteil des auf die zweite lichtempfangende Seite F2 des Solarmoduls 1 treffenden Lichts, welches in einem Wellenlängenbereich zwischen 750 nm und 1200 nm liegt, deutlich vergrößert. Damit kann das Solarmodul 1 im Bereich der größten EQE der zweiten Oberfläche 11b betrieben werden, wodurch der Wirkungsgrad des Solarmoduls 1 insgesamt gesteigert wird.
Die beispielartig für ein Solarmodul 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erläuterten Vorteile können auch bei nicht erfindungsgemäßen Solarmodulen, deren lichtempfindliche Seite der Pflanzenkultur 51 zugewandt gelegen ist, erzielt werden.
Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend anhand von Ausführungsbeispielen exemplarisch erläutert wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar. Insbesondere sind auch Kombinationen der voranstehenden Ausführungsbeispiele denkbar.
Bezugszeichenliste

1: Solarmodul
10: Solarzelle
11: Substratschicht
11a: erste Oberfläche
11b: zweite Oberfläche
12: erste Passivierungsschicht
12a: erste Oberfläche der ersten Passivierungsschicht
12A, 12B: Ausnehmungen der ersten Passivierungsschicht
13: zweite Passivierungsschicht
13A, 13B: Ausnehmungen der zweiten Passivierungsschicht
14: erste Lage der zweiten Passivierungsschicht
15: zweite Lage der zweiten Passivierungsschicht
16: Schutzschicht
17: erste Kontakteinrichtungen
18: zweite Kontakteinrichtungen
19: Emitterbereich
20: Basisbereich
21: zweite Schutzschicht
30: Tragvorrichtung
31: Tragmast
31A: erster Endabschnitt des Tragmasts
31B: zweiter Endabschnitt des Tragmasts
31C: Rahmenkonstruktion
32: erste Ständereinrichtung
32A, 32B: Ständer der ersten Ständereinrichtung
33: zweite Ständereinrichtung
33A, 33B: Ständer der zweiten Ständereinrichtung
34: Trageinreichtung
34A, 34B: Querträger
40: Aufstellfläche
41: Vertiefung
50: Rückreflektor
51: Pflanzenkultur
52: erste Pflanzen
b41: Breite der Vertiefung
w52: Wuchshöhe
100: Energieanlage
D11: Dickenrichtung der Substratschicht
d12: Dicke der ersten Passivierungsschicht
d13: Dicke der zweiten Passivierungsschicht
d14: Dicke der ersten Lage der zweiten Passivierungsschicht
d15: Dicke der zweiten Lage der zweiten Passivierungsschicht
F1: erste lichtempfangende Seite des Solarmoduls
F2: zweite lichtempfangende Seite des Solarmoduls
G: Schwerkraftrichtung
A1: Reihenabstandsrichtung
L1, L2: Reihenlängsrichtung
R1, R2: Reihen von Solarmodulen
S1, S2: Strahlung
t41: Tiefe der Vertiefung
K1: Kurve, repräsentierend ein beispielhaftes Reflexionsspektrum einer Pflanze
K2: Kurve, repräsentierend eine EQE der zweiten Oberfläche der Substratschicht
K3: Kurve EQE der ersten Oberfläche der Substratschicht

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102014105358 A1 [0003, 0003]
DE 202015008287 U1 [0004]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Norm DIN EN 62788-1-4 [0077]
DIN EN 62788-1-4 [0078]

Claims

Solarmodul (1) mit zumindest einer Solarzelle (10) mit einer Substratschicht (11), welche an einer ersten Oberfläche (11a) eine erste Passivierungsschicht (12) und an einer entgegengesetzt zu der ersten Oberfläche (11a) orientierten zweiten Oberfläche (11b) eine zweite Passivierungsschicht (13) aufweist, wobei die zweite Passivierungsschicht (13) eine derartige Schichtdicke (d13) und einen derartigen Brechungsindex aufweist, dass der Anteil von auf die zweite Passivierungsschicht (13) einfallender Strahlung (S2), welcher von dieser reflektiert wird, in einem Wellenlängenbereich zwischen 750 nm und 1200 nm minimal ist.
Solarmodul (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der ersten Oberfläche (11a) der Substratschicht (11) erste Kontakteinrichtungen (17) und an der zweiten Oberfläche (11b) der Substratschicht zweite Kontakteinrichtungen (18) angeordnet sind, wobei die ersten Kontakteinrichtungen (17) und die zweiten Kontakteinrichtungen (18) elektrisch leitend mit der Substratschicht (11) verbunden sind.
Solarmodul (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtdicke (d13) der zweiten Passivierungsschicht (13) zumindest 10 Prozent größer ist als eine Schichtdicke (d12) der ersten Passivierungsschicht (12).
Solarmodul (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Passivierungsschicht (13) eine erste Lage (14) aus einem Aluminiumoxid(AlO_x)-Material mit einer Dicke (d14) in einem Bereich zwischen 5 nm und 30 nm, insbesondere zwischen 15 nm und 25 nm, sowie einem Brechungsindex in einem Bereich zwischen 1,5 und 1,7 und eine zweite Lage (15) aus einem Siliziumnitrid(SiN_x)-Material mit einer Dicke (d15) in einem Bereich zwischen 80 nm und 150 nm, insbesondere zwischen 90 nm und 120 nm, sowie einem Brechungsindex im Bereich zwischen 1,9 und 2,4 aufweist.
Solarmodul (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Passivierungsschicht (13) eine erste Lage (14) aus einem Siliziumoxinitrid(SiO_xN_y)-Material mit einer Dicke (d14) in einem Bereich zwischen 20 nm und 100 nm, insbesondere zwischen 50 nm und 95 nm, sowie einem Brechungsindex in einem Bereich zwischen 1,5 und 1,7 und eine zweite Lage (15) aus einem Siliziumnitrid(SiN_x)-Material mit einer Dicke (d15) in einem Bereich zwischen 80 nm und 150 nm, insbesondere zwischen 85 nm und 110 nm, sowie einem Brechungsindex im Bereich zwischen 1,9 und 2,4 aufweist.
Solarmodul (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der zweiten Passivierungsschicht (13) eine zumindest in einem Wellenlängenbereich zwischen 750 nm und 1200 nm transparente Schutzschicht (16) angeordnet ist.
Energieanlage (100), aufweisend: zumindest ein Solarmodul (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei das zumindest eine Solarmodul (1) durch eine Tragvorrichtung (30) in einem vorbestimmten Abstand (a1) zu einer Aufstellfläche (40) derart angeordnet ist, dass die zweite Passivierungsschicht (13) der Aufstellfläche (40) zugewandt orientiert ist; und einen auf der Aufstellfläche (40) angeordneten Rückreflektor (50), der für Strahlung in einem Wellenlängenbereich zwischen 750 nm und 1200 nm einen Reflexionsgrad aufweist, der um zumindest 20 Prozent, insbesondere um zumindest 50 Prozent größer ist als der Reflexionsgrad des Rückreflektors (50) für Strahlung in einem Wellenlängenbereich von 300 nm bis kleiner 750 nm.
Energieanlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückreflektor (50) durch eine Pflanzenkultur (51) gebildet ist, welche einen Anteil von zumindest 20 Prozent, insbesondere einen Anteil von zumindest 50 Prozent und insbesondere bevorzugt einen Anteil von zumindest 80 Prozent von ersten Pflanzen (52) aufweist, welche in dem Wellenlängenbereich zwischen 750 nm und 1200 nm einen Reflexionsgrad aufweisen, der um zumindest 20 Prozent, insbesondere um zumindest 50 Prozent größer ist als deren Reflexionsgrad für Strahlung in einem Wellenlängenbereich von 300 nm bis kleiner 750 nm.
Energieanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Pflanzen (52) eine Wuchshöhe (w52) in einem Bereich zwischen 0,01 m und 1 m, insbesondere zwischen 0,02 m und 0,5 m und insbesondere bevorzugt zwischen 0,05 m und 0,3 m aufweisen.
Energieanlage nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Pflanzenkultur (51) als erste Pflanzen (52) Pflanzen einer oder mehrerer der folgenden Pflanzenfamilien aufweist: Akanthusgewächse, Binsengewächse, Kreuzblütengewächse, Doldengewächse, Wolfsmilchgewächse, Rosengewächse, Dickblattgewächse, Korbblütengewächse, Nelkengewächse, Süßgräser, Lippenblütengewächse, Braunwurzgewächse, Raublattgewächse, Mittagsblumengewächse, Seidelbastgewächse, Bromeliengewächse, Wegerichgewächse.
Energieanlage (100) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Pflanzenkultur (50) zumindest 20 Prozent, insbesondere zumindest 50 Prozent und insbesondere bevorzugt zumindest 80 Prozent der Aufstellfläche (40) bedeckt.
Energieanlage (100) nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragvorrichtung (30) derart gestaltet ist, dass der vorbestimmte Abstand (a1) zwischen der Aufstellfläche (40) und dem zumindest einen Solarmodul (1) zumindest 0,3 m, insbesondere zumindest 1 m und insbesondere bevorzugt zumindest 2 m beträgt.
Energieanlage nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragvorrichtung (30) als ein Tragmast (31) ausgebildet ist, welcher ein oder mehrere Solarmodule (1) trägt.
Energieanlage nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragvorrichtung (30), eine erste Ständereinrichtung (32), eine beabstandet zu dieser angeordnete zweite Ständereinrichtung (33) und eine sich zwischen der ersten und der zweiten Ständereinrichtung (32, 33) erstreckende Trageinrichtung (34), welche ein oder mehrere Solarmodule (1) trägt, insbesondere in Form zumindest eines Querträgers (34A, 34B) oder einer Seilanordnung, aufweist.
Energieanlage nach einem der Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieanlage (100) zumindest eine in einer Reihenlängsrichtung (L1; L2) verlaufende Reihe (R1; R2) von Solarmodulen (1) mit jeweils zumindest einem Solarmodul (1) aufweist.
Energieanlage nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufstellfläche (40) eine entlang der zumindest einen Reihe (R1, R2) verlaufende eine Vertiefung (41) aufweist, wobei der Rückreflektor (50) in der Vertiefung (41) angeordnet ist.
Verwendung einer Pflanzenkultur (51) auf einer Aufstellfläche (40) für Solarmodule (1) als Rückreflektor (50) zur Bestrahlung von auf der Aufstellfläche (40) angeordneten Solarmodulen (1) mit an dem Rückreflektor (50) reflektierten Licht, wobei die Pflanzenkultur (51) einen Anteil von zumindest 20 Prozent, insbesondere einen Anteil von zumindest 50 Prozent und insbesondere bevorzugt einen Anteil von zumindest 80 Prozent von ersten Pflanzen (52) aufweist, welche für Strahlung in einem Wellenlängenbereich zwischen 750 nm und 1200 nm einen Reflexionsgrad aufweisen, der um zumindest 20 Prozent, insbesondere um zumindest 50 Prozent größer ist als deren Reflexionsgrad für Strahlung in einem Wellenlängenbereich kleiner 750 nm bis 300 nm.
Verwendung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Pflanzen (52) eine Wuchshöhe in einem Bereich zwischen 0,01 m und 1 m, insbesondere zwischen 0,02 m und 0,5 m und insbesondere bevorzugt zwischen 0,05 m und 0,3 m aufweisen.
Verwendung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Pflanzenkultur (51) als erste Pflanzen (52) Pflanzen einer oder mehrerer der folgenden Pflanzenfamilien aufweist: Akanthusgewächse, Binsengewächse, Kreuzblütengewächse, Doldengewächse, Wolfsmilchgewächse, Rosengewächse, Dickblattgewächse, Korbblütengewächse, Nelkengewächse, Süßgräser, Lippenblütengewächse, Braunwurzgewächse, Raublattgewächse, Mittagsblumengewächse, Seidelbastgewächse, Bromeliengewächse, Wegerichgewächse.
Verwendung nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Pflanzenkultur (50) zumindest 20 Prozent, insbesondere zumindest 50 Prozent und insbesondere bevorzugt zumindest 80 Prozent der Aufstellfläche (40) bedeckt.