Güns­tiger Strom von der Haus­wand

Bauwerkintegrierte Photovoltaik (BIPV) stellt hohe Anforderungen an das Design von Solar­modulen: Ästhetische Ansprüche und Gestaltungs­spielraum sind hier ebenso wichtig wie eine hohe Modul­effizienz. Aktuell besteht in der Herstellung häufig noch ein Ziel­konflikt zwischen individuellem anspruchs­vollem Design, hoher Modul­leistung und niedrigen Modul­kosten. Im Projekt „BIPV-Fab“ analysierten der Anlagen­hersteller Schmid und das Fraun­hofer-Institut für Solare Energie­systeme ISE daher die Möglich­keiten, individuell angepasste Module in Serien­fertigung herzu­stellen. Mit den entwickelten Produktions­konzepten lassen sich die Kosten für bauwerk­integrierte Photo­voltaik um 35 Prozent senken.

Die Kombination verschiedener Materialien erlaubt vielfältige Gestaltungsvarianten bei Photovoltaik-Modulen. (Bild: Fh.-ISE)

Die Photovoltaik ist ein wichtiger Grund­pfeiler der Energie­wende, für deren Umsetzung die derzeit installierte Solar­strom­kapazität um ein Mehr­faches steigen muss. Häuser spielen dabei eine wichtige Rolle, da theoretisch die ökonomisch nutzbare Fläche an Gebäude­hüllen das Bedarfs­potenzial für den PV-Zubau sogar über­steigt. Schmid und das Fraunhofer-ISE prüften in einem gemeinsamen, durch das Bundes­ministerium für Wirtschaft und Energie geförderten Projekt die gestalterischen Beschränkungen sowie die bestehenden Normen, Gesetze und technischen Regelungen für bauwerk­integrierte Photo­voltaik. Gleich­zeitig bewerteten sie die jeweiligen Auswirkungen auf das Modul­design. Das ISE analysierte den Gebäude­bestand und die damit verbundenen Markt­potenziale. „Mögliche Einsatz­gebiete für individuell gestaltete Module sind beispiels­weise die groß­flächigen Fassaden von Büro­gebäuden“, sagt ISE-Wissen­schaftler Max Mittag.

Basierend auf den Marktpotenzialen und den gestalterischen Anforderungen haben ISE und Schmid zwei neue maß­geschneiderte Linien­konzepte für die flexible Massen­fertigung von BIPV-Modulen entwickelt. Die Produktions­linien sind beispiels­weise mit zusätzlichen Übergabe­stationen aus­gestattet und können so flexibel auf veränderte Modul­aufbauten reagieren. Die Konzeption der Anlagen berücksichtigt von vorn­herein die durch die Gebäude­integration notwendigen Anpassungen des Modul­formats, der farblichen Gestaltung von Glas und Einkapselungs­materialien, die Verwendung von Gläsern größerer Dicke oder die Variation der Solar­zellen­matrix. Die Produktions­linien ermöglichen so eine kosten­sparende Serien­fertigung und bieten gleichzeitig Frei­räume hinsichtlich der Gestaltung der BIPV-Module.

Innerhalb des einjährigen Projekts mit Fokus auf industrielle Anwend­barkeit wurden für alle entwickelten Produktions­lösungen Kosten­kalkulationen durch­geführt, die die großen Potenziale belegen. „Unsere Ergebnisse zeigen, dass die Kombination von Serien­fertigung und Individualisier­barkeit sich nicht aus­schließt und wir die Kosten gegenüber einer üblichen BIPV-Manufaktur­fertigung um durchschnittlich 35 Prozent reduzieren können“, so Stefan Sellner, Projektleiter bei Schmid. „Eine flexible, aber gleichzeitig wettbewerbs­fähige BIPV-Produktion, die es schafft, den verschiedenen Ansprüchen von Architekten, Modul­produzenten und System­integratoren gerecht zu werden, ist damit möglich.“ Das entwickelte BIPV-Produktionskonzept steht interessierten Partnern jetzt zur Verfügung. (Quelle: Fh.-ISE / optik-photonik.de)

Links: Moduleffizienz (U. Eitner), Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISEBusiness Unit Photovoltaik, Schmid Group

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