Städte verschlingen immer mehr Wärme und Strom. Um ihren Verbrauch zu senken, müssen Gebäude effizienter werden und mehr erneuerbare Energien integrieren. Neue, druckbare Photovoltaik-Halbleiter könnten dieser Entwicklung Vorschub leisten. Sie ermöglichen Solarfolien und Module, die aus Fenstern oder Fassaden Stromgeneratoren machen. Für die Hersteller von Solarglas und -modulen entsteht ein neuer Markt.
Durchsichtiges Kraftwerk: Transparente Solarfolien können zwischen Fensterscheiben laminiert werden. So entstehen getönte Gläser, die gleichzeitig Schatten spenden und Ökostrom erzeugen. (Bild: Heliatek / Smack Communications, Berlin)
Dünn, leicht und biegsam: Die Firma Heliatek dampft einen fotoaktiven Film hauchdünn auf eine Trägerfolie auf. Die Folie kann somit nahezu unbegrenzt zur Stromproduktion eingesetzt werden. (Bild: Heliatek / Tim Deussen, Berlin)
Die gebäudeintegrierte Photovoltaik z.B., kurz BIPV (Building-Integrated Photovoltaics), ist nach wie vor nur eine Nische, weil die Herstellung und Installation multifunktionaler BIPV-Module aufwändig und teuer ist. Von den 3.300MW an Solarstromleistung, die 2013 in Deutschland ans Netz ging, wurden schätzungsweise nur rund 100MW in die Gebäudehülle integriert. Ein Markthemmnis: Bei den BIPV-Elementen handelt es sich meistens um projektorientierte Varianten, die in Größe, Form, Material, Farbe, Varianz in der Transparenz und Design an das jeweilige Gebäude angepasst sind – Individualität und der hohe Planungsaufwand haben ihren Preis. Perowskitzellen könnten die Kosten senken. Außerdem sind die für die BIPV in Frage kommenden Technologien bisher nicht effizient genug. Oft werden Module aus Dünnschichtsilizium angeboten, doch diese erreichen selten einen Wirkungsgrad von 10% – zu wenig, um sich mit klassischen Siliziumzellen auf dem Dach messen zu können, die fast doppelt so viel Licht in elektrische Energie umwandeln. Sie selbst eignen sich nur bedingt für die Gebäudeintegration: Sie werden direkt aus Blöcken gesägt, weshalb sie für komplexere BIPV-Anwendungen schlicht zu dick und unflexibel sind.
Algenhaus: In der Fassade des ‚Hauses mit Biointelligenzquotient‘ in Hamburg erzeugen Algen per Photosynthese Wärme für die Wohnungen. (Bild: IBA Hamburg GmbH / Johannes Arlt)
Dennoch hoffen Experten auf einen baldigen Durchbruch der gebäudeintegrierten Photovoltaik, denn sie birgt immenses Klimaschutzpotenzial. Obwohl Großstädte nur ein Prozent der Erdoberfläche bedecken, verbrauchen sie 75% der eingesetzten Primärenergie und verursachen 80% der Treibhausgasemissionen. „Sie müssen bei einem Großteil ihrer Prozesse kohlendioxidneutral werden, sonst droht der Klimakollaps“, warnt die Wissenschaftlerin Christina Sager vom Fraunhofer-Institut für Bauphysik (IBP) in Stuttgart. Effizientere Gebäude und erneuerbare Energien könnten aus ihrer Sicht die Trendwende bringen. Vor allem Solartechnik lasse sich gut in die Häuser einbinden. Wo sich Module nicht auf Dächer schrauben ließen, könnten sie als stromerzeugende Fenster oder Ersatz für die Betonfassade dienen, erklärt Sager. Bis die verheißungsvollen Perowskitzellen kommerziell einsetzbar sind, müssen die Forscher aber noch einige Herausforderungen meistern. „Die Entwicklung steht erst am Anfang“, sagt Helmholtz-Forscher Unold. Als größte Hürde gilt die Lebensdauer. Perowskit ist empfindlich und zersetzt sich schnell, wenn es mit Wasser in Berührung kommt. Deshalb müssen die Zellen so konstruiert werden, dass auch über 20 Jahre hinweg keine Feuchtigkeit eindringen kann. Dichte Verkapselungen, die für organische Leuchtdioden entwickelt wurden, sind ein Lösungsansatz.
Praxiserprobtes Vorzeigeprojekt: Das Dach des Berliner Hauptbahnhofs verdeutlicht die Vorzüge der BIPV: Die Module erzeugen Strom und lassen zugleich Licht passieren. (Bild: BSW-Solar / Paul Langrock)
Eine große Mehrheit der Bevölkerung fordert von der Bundesregierung verbindliche Vorgaben für die Nutzung Erneuerbarer Energien bei der Heizungsmodernisierung. In einer aktuellen Umfrage sprechen sich zwei Drittel der Befragten dafür aus, dass im Sanierungsfall die neue Heizung aus Erneuerbaren Energien gespeist werden muss – zumindest anteilig und sofern das technisch zumutbar ist. ‣ weiterlesen
Die SMA Solar Technology AG wird das Vorstandsressort Technology künftig in die Bereiche Technische Innovation und Technische Entwicklung teilen. Der SMA Aufsichtsrat hat in der letzten Sitzung den Vertrag des bisherigen Technologievorstands Roland Grebe um weitere fünf Jahre verlängert. ‣ weiterlesen
Solare Datensys-teme stellt die internetbasierte Auswertungsplattform Solar-Log Web in der Commercial-Edition vor. Die Software ermöglicht den Anlagenbetreuern mehrere Möglichkeiten zur Überwachung und Verwaltung von PV-Anlagen. ‣ weiterlesen
ClickCon ist ein befahrbares Photovoltaik-Montagesystem für Trapezblech- oder Sandwichdächer und wegen des In-Dach-Systems ClickPlain auch für Einfamilienhäuser, Industriedächer und Carports geeignet. Das Montage-system ist eine Kombination aus Einlegesystem und schraubenlosem Klick-System für Module und Laminate. ‣ weiterlesen
Um mehr Sicherheit bei PV-Anlagen herzustellen, hat die Kostal Solar Electric nun den Piko-Stringwechselrichter mit Lichtbogenerkennung auf den Markt gebracht, welcher Lichtbögen bereits in der Entstehungsphase erkennt und löscht. Um welche Art von Lichtbögen es sich handelt, erkennt der Wechselrichter, indem er bereits in der Entstehungsphase die Schwingungsmuster des Lichtbogens analysiert. ‣ weiterlesen
Für Unternehmen mit hohem Energieverbrauch wird Energiemanagement künftig politisch gefordert und auch Normen stehen hierfür bereits zur Verfügung. Die europäische Norm EN16001 wurde 2009 finalisiert und seit Mitte 2011 beschreibt nun auch die internationale Norm ISO50001 die Anforderungen an Energiemanagement Systeme. Was im industriellen wie auch im gewerblichen Sektor schon lange kein Fremdwort mehr ist erfreut sich aufgrund stark steigender Strompreise und politisch gesetzten Rahmenbedingungen auch im Privathaushalt zusehends an Beliebtheit. ‣ weiterlesen