Transparente Solarmodule sind eine Idee, um die Fensterflächen von Gebäuden zur Stromgewinnung zu nutzen. Klingt ein bisschen wie aus einem Science-Fiction-Film, ist aber keine Zukunftsfantasie. Mit normalen Solartechnologien geht sowas natürlich nicht, die herkömmlichen Solarmodule sind dunkelblau bis schwarz. Mit durchsichtigen PV Modulen können nun auch Fensterflächen nutzbar gemacht werden. Wie diese funktionieren sollen, erfahren Sie im folgenden Beitrag.
Besonders moderne Architektur integriert gerne Glas als Baustoff. Daher liegt der Gedanke nicht fern, ob man auch diese Oberfläche zur Energiegewinnung nutzen könnte. Allein in den USA gibt es 7 Mrd. m2 Fensterfläche, also durchaus lohnenswert viel, wenn es nutzbar gemacht werden könnte. Hier sollen also PV-Module Energie aus dem Sonnenlicht filtern, ohne die Lichtdurchlässigkeit zu beeinträchtigen. Doch wie weit sind wir bis dahin?
Forschung
Die ersten ernsthaften Entwicklungsdurchbrüche kamen von der Universität Michigan und der Universität Leipzig. Die Forscher der Universität Leipzig haben ein Konzept entwickelt, das nur die ultraviolette Strahlung durchlässt. Jedoch ist diese Methode zur Energiegewinnung nicht besonders effizient, nur etwa 4% der Energie können so genutzt werden. Daher fanden sich in Deutschland keine Investoren, die diese Technologie weiter unterstützen wollten.
Im amerikanischen Bereich gab es ebenso Forschungsfortschritte. An der Michigan State Universität wird hier ebenso geforscht. Auch hier wird der für den Menschen unsichtbare Teil des Lichtspektrums durch die PV Anlage abgefangen, um daraus Energie zu gewinnen. Dies passiert mit einer Schicht von organischen Salzmolekülen. Prognosen für den Wirkungsgrad sind hier um einiges besser, es wird von 10% gesprochen. Für durchsichtige Solarzellen wäre dies, den Experten zufolge, auch das Maximum, das erreicht werden könnte.
Doch auch wenn Deutschland und die USA die Vorreiter waren, wächst das Interesse an dieser Technologie weltweit. In anderen Forschungseinrichtungen wird ebenso an der Idee geforscht, so auch am südkoreanischen Institut für Elektrotechnik der Incheon National University. Hier wird eine Solartechnik entwickelt, die herkömmlichen Solarmodulen ähnelt. Jedoch wird das Material, das sie sonst undurchsichtig macht, mit Titandioxid und Nickeloxid ersetzt. Beide Materialien sind relativ umweltfreundlich, jedoch ist hier der Wirkungsgrad erst bei 2,1 %, also deutlich unter dem amerikanischen Äquivalent. Jedoch schwankt der Wirkungsgrad wenig bei sich verändernden Lichtverhältnissen.
Auch am Ulsan National Institute of Science and Technology in Südkorea wird geforscht. Hier wird noch mal ein ganz anderer Ansatz erforscht: Es werden gewöhnliche Silizium-Solarzellen durchsichtig gemacht, indem viele kleine Löcher, so dünn wie menschliches Haar, in die Solarzelle gestanzt werden. Diese Löcher werden so angeordnet, dass das menschliche Auge sie nicht erkennen kann und die Solarzelle daher als durchsichtig wahrgenommen werden kann. Der Wirkungsgrad ist verglichen mit den Alternativen vergleichsweise hoch: 12,2% der ankommenden Energie können in Strom umgewandelt werden. Außerdem gibt es bei dieser Technik keinerlei Farbveränderungen, da das komplette Lichtspektrum durch die kleinen Löcher gelassen werden kann. Die Forscher sind zuversichtlich, denn die Herstellung ist ähnlich wie bei herkömmlichen Solarzellen und der Wirkungsgrad könnte durchaus weiter gesteigert werden. Das nächste Ziel hier sind 15%.
Eine weitere Erfindung, welche auch auf Fenster angewendet werden könnte, ist eine Art Folie, von Heliatek ist bereits das erste Modell auf dem Markt. Jedoch ist diese Solarfolie noch nicht transparent, sondern soll zunächst eher dazu dienen, andere Flächen als Fenster zur Energiegewinnung nutzen zu können. Also ist sie eher für Verblendungen oder Vordächer, jedoch plant das Unternehmen in Zukunft noch durchsichtige Folie auf den Markt zu bringen - eben für Fensterflächen.
Lohnen sich transparente Solarmodule?
Ob sich diese neue Technologie wirklich lohnt, steht in Debatte. Da durchsichtige Solarzellen im Durchschnitt nur ca. 10% Wirkungsgrad haben (verglichen mit 20% bei herkömmlichen Modulen), ist die Effizienz eher gering. Doch man könnte diese Art der Solarzellen als Ergänzung sehen. So könnten zusätzlich zu Dachflächen nun auch Fensterflächen nutzbar sein.
Jedoch gibt es außerdem noch eine bürokratische Hürde - würden nun Fenster mit Solartechnik eingebaut werden sollen, so müsste ein bisher mechanisches Produkt, das Fenster, nun als Elektrotechnik klassifiziert werden. Dies macht die Zulassung komplizierter.
Fazit
Ob die Solaranlage also bald auch in den eigenen Fenstern zu finden ist, bleibt noch fraglich, Jedoch können bereits andere Flächen, wie beispielsweise Zäune oder kleinere Dächer, bspw. für die Terrasse mit einer Solarfolie nutzbar gemacht werden. Bis Glas als Basis für Photovoltaik Module gebräuchlich wird, kann es wohl noch etwas dauern, in naher Zukunft wird die Technologie wohl größtenteils weiter für das Dach verwendet werden. Aber wer weiß, wenn der Wirkungsgrad transparenter Solaranlagen weiter verbessert werden kann, könnten diese Art Module doch schon bald Wirklichkeit werden.
Pauline Prochnow
