Photovoltaik im Aufschwung

Gebäudeintegration

Abbildung zeit die Transparenten Dünnschicht-Solarmodule in einer Schulsporthalle

Die Akzeptanz und damit die Zukunft der Solarstromerzeugung in unseren Breiten wird wesentlich davon abhängen, inwieweit es gelingt, Solartechnik harmonisch in Gebäude zu integrieren. Das ist der Ansatzpunkt für den Einsatz von transparenten Solarstromverglasungen in Gebäuden.

Dünnschicht-Solarmodule für die Gebäudeintegration

Von Christoph Schmidt*

Dünnschichtsolarmodule bestehen wie kristalline Solarzellen auch im wesentlichen aus einem Halbleitermaterial wie z.B. amorphem Silizium. Dazu gibt es diverse Hersteller wie z.B. die RWE SCHOTT Solar, die über ein patentiertes Verfahren zur Herstellung transparenter Dünnschichtsolarmodule verfügt. Dünnschichtsolarzellen haben im Gegensatz zu kristallinen Solarzellen nur ca. 1/100 von deren Dicke und werden großflächig auf Glas oder anderen Substraten abgeschieden. Sie bieten außerdem aufgrund ihrer geringen Dicke die Möglichkeit, mittels versetzten Aufbringens der einzelnen Schichten und Laserstrukturierung eine integrierte Verschaltung zu realisieren. Die „kleinste Einheit“ für die Weiterverarbeitung ist daher nicht eine einzelne Solarzelle sondern immer ein sogenanntes Rohmodul, in dem die Reihenschaltung der einzelnen Solarzellen bereits realisiert ist. Weiters bietet die Dünnschichttechnik die Möglichkeit die Module in sehr weiten Grenzen zu strukturieren. Einerseits können damit die Module so fein strukturiert werden, dass sie dem Auge vollkommen transparent erscheinen, aber es ist auch möglich z.B. bei Wandverkleidungen die Fassade optisch zu gestalten.

Abbildung 2: Eingangshalle Amtsgericht Kassel

Anwendungen für die Dunnschichttechnologie ergeben sich insbesondere in 2 Bereichen:

1. Transparente Solarstromverglasungen
2. Photovoltaik-Wandverkleidungen mit Wärmedämmung (sogenannte Kaltfassaden)

Beiden Anwendungen gemeinsam ist die Mehrfachfunktion der Verglasungen. Neben der Stromerzeugung dient die Glasfassade zur Verschattung, als Wärme- oder Schallschutz bzw. Schutz vor Einbrüchen und bei der Wandverkleidung als Ersatz für herkömmliche Baustoffe.

Abbildung 3: Transparente Dünnschickt-Solarnodul (Eingangshalle einer Schule)

Abbildung 4: Glasüberdachung S-Bahnstation New York

Abbildung 5: Solarstrom-Wandverkleidung eines Produktionsgebäudes mit einem PV-Baukastensystem

Abbildung 6: Solarstrom-Wandverkleidung, Verwaltungsgebäude Audi, Ingolstadt

Transparente Solarstromverglasungen

Mit den von ISOLAR derzeit eingesetzten ASI THRU Rohmodulen der Firma RWE SCHOTT-Solar lassen sich bis zu 45 Wp pro m² aktiver Fläche erzeugen, das entspricht je nach Standort und Systemkonfiguration einem maximalen Jahresertrag von ca. 45 kWh/m². Entsprechend der Vergütung gemäß dem deutschen Einspeisegesetz sind damit max. 25 € pro m² und Jahr zu erlösen.
Transparente VOLTARLUX Solarstromverglasungen bieten völlig neue Möglichkeiten für die Gebäudeintegration, wie die nebenstehenden Abbildungen zeigen. Die Gläser erreichen aber auch Verschattungen wie bei einem Sonnenschutzglas mit g-Werten unter 20 Prozent.
Durch den Einbau als Wärmedämm-Isolierglas sind die entsprechenden Wärmedämmeffekte zu erreichen.

Photovoltaik-Wandverkleidung mit Wärmedämmung

VOLTARLUX Solarstromverglasungen können auch in unterschiedliche Fassaden Konstruktionen integriert werden. Eine besonders kostengünstige Variante stellt das PV-Fassadensystem VOLTARLUX-PV-F-Typ dar. Hier werden Preise der fertig montierten Fassade von unter 400 €/m² erzielt, sodass die Investition für eine solche Fassade zum Großteil durch die Einspeisevergütung finanziert werden kann. VOLTARLUX-PV-F-Typ ist sowohl für Neubauten als auch für Gebäudesanierungen geeignet und bis zu 100 m Gebäudehöhe zugelassen.

*) Dr. Ing. Christoph Schmidt ist Abteilungsleiter für den Bereich Photovoltaik bei den Glaswerken Arnold. christoph.schmidt@glaswerke-arnold.de, www.voltalux.de [^]