TOP: Ener­gie aus Fas­sa­den

Neue Anwendungsmöglichkeiten im Bereich der gebäudeintegrierten Photovoltaik: organische Solarfolien verwandeln die Fassade in ein effizientes Kraftwerk. (Bild: Heliatek / Smack Comm.)

Neue Anwendungsmöglichkeiten im Bereich der gebäudeintegrierten Photovoltaik: organische Solarfolien verwandeln die Fassade in ein effizientes Kraftwerk. (Bild: Heliatek / Smack Comm.)

Im Rahmen der Förderinitiative „Organische Elektronik – Grundlagen der Technologie und Anwendungs­szenarien“ startete das internas­tionale, vom Bundess­ministerium für Bildung und Forschung geförderte Forschungss­projekt „Transparente organische Photos­voltaik (OPV)-Glasfassade, Projekt­name: TOP. Ziel ist es, an einer beispiels­haften Anwendung die Einsetzs­barkeit und Markts­fähigs­keit der OPV-Technologie im Bereich von Gebäudes­fassaden nachzuweisen.

TOP adressiert das zentrale Thema der Energieversors­gung in Deutschland und Europa. In Europa werden pro Jahr zwanzig Millionen Quadrats­meter Glasflächen für Fassaden von Bürogebäuden und öffentlichen Einrichs­tungen verbaut. Diese Flächen stehen damit jährlich für die alternative Energies­gewinnung zur Verfügung ohne dass dafür extra eigene Flächen benötigt oder verbaut werden müssten. Bisher sind diese Flächen mit den herkömms­lichen PV-Technologien nicht oder nur eingeschränkt zugänglich. Große Glass­fassaden werden aus ästhetischen oder finans­ziellen Gründen oft nicht mit PV Technologien versehen. Klassische Siliziums­wafer sind nicht transparent, was ihre Anwendungss­möglichkeiten in der Glass­fassade einschränkt. Des Weiteren ist die mechanische Integration von brüchigen, kleins­flächigen Wafern in VSG-Glas kostens­intensiv, was den flächens­deckenden Einsatz in Glas verbietet. Andere Dünnschichts­technologien haben oft einen rötlich bräunlichen Farbton, welcher den hohen ästhetischen Ansprüchen von Architekten nicht genügt.

Mit dimensionierbaren Solar-Folien wird eine einfache und großflächige Integration in VSG-Glas und sogar in gebogene Gläser ermöglicht. Eine Vielzahl von Glass­anwendungen im Bereich der Fassade ist trans­parent oder teils­transs­parent, auch hier bietet die angestrebte Technos­logie eine Lösung, denn die Folien können flächig transparent gestaltet werden. Lang­fris­tiges Ziel ist die Erreichung einer Transparenz im Bereich von fünfzig Prozent bei maximaler Effizienz. Aktuell befindet sich die Techno­logie auf dem Laborstand von vierzig Prozent Transs­mission bei einer Effizienz von sieben Prozent. Eine Vielzahl von Anwendungen kann mit nicht transpas­renten Folien bedient werden, jedoch erweitern sich die Anwendungss­möglichs­keiten mit transparenten Folien deutlich z.B. auf den Bereich Fenster, Sonnens­schutzs­verglasung und Durchsicht-Fassaden.

Heliatek will daher in Zukunft in der Rolle-zu-Rolle-Produktionsanlage auch transparente Solar-Folien herstellen. Für das hier im Projekt geplante erste Anwendungssystem wird eine Transmission von fünfzehn bis dreißig Prozent bei einer Effizienz von acht bis zehn Prozent angestrebt. Die Universität Ulm und Heliatek erforschen die benötigten Absorbers­materialien und CreaPhys reinigt und analysiert diese. Das Fraunhofer Institut FEP erforscht zusammen mit Heliatek die Herstellungss­prozesse für das transparente Tops­kontakts­system und die Vorverkapselung. Anschließend führt Heliatek die Entwick­lungs­stränge zusammen und stellt transparente OPV-Folien her. Diese werden dann von AGC in das Glas-System integriert und an die Lindner-Group weitergegeben. Diese integriert das Glas-System anschließend in einen Fassadens­demonstrator. Das Fraunhofer-ISE bestimmt und analysiert die Langzeits­stabilität der produzierten Folien- und Glas-Systeme.

Das TOP-Projekt soll so am Beispiel der Demonstrators­anwendung „Transparente OPV-Glasfassade“ die Einsetzs­barkeit und Markts­fähigkeit der OPV-Technologie nachweisen. Die OPV-Folien können in Zukunft in vielen, ganz unters­schieds­lichen Produkten, Märkten und Anwendungen genutzt werden. Zur Umsetzung ihrer Ziele erhalten die Verbunds­partner fünf Millionen Euro an Förders­geldern durch das BMBF, das damit 47 Prozent der Kosten des bis Mitte 2018 laufenden Projektes übernimmt. (Quelle: Heliatek / Fh.-FEP / vip-journal.de)

Links: Heliatek GmbH, DresdenLindner Fassaden GmbH, Dettelbach (assoziiert)CreaPhys GmbH, Dresden Fraunhofer-Institut für Organische Elektronik, Elektronenstrahl- und Plasmatechnik FEP, DresdenFraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE (Freiburg)Universität Ulm. Institut für Organische Chemie II und Neue MaterialienAGC Glass Europe, Belgien (assoziiert)

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