08.10.2014
Farbige Energiequellen auf Dach und Wand
Dachelemente, Gläser, Fassadentafeln, Markisen: Im Haus der Zukunft werden Solarmodule allgegenwärtig sein, sagen Wissenschaftler
Das Gebäude der Zukunft wird eine Hülle haben, die Strom erzeugt – und diese Hülle wird alle Farben haben, die sich der Architekt oder Hausbesitzer wünscht: Diese Vision verfolgen Wissenschaftler des NEXT-Instituts für Energietechnologie an der Universität Oldenburg. Sie entwickeln hierzu extrem dünne Solarmodule, die sich beispielsweise in Metallverkleidungen oder Dachbahnen integrieren lassen. Durch das besondere Herstellungsverfahren können dabei fast alle Farben ganz ohne eigene Farbpigmente erzeugt werden.
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Die Solarmodule, mit denen die Entwickler in Oldenburg ihre Visionen verwirklichen möchten, sind sogenannte Dünnschichtmodule – eine Technologie, die im Prinzip zwar bereits seit Jahren auf dem Markt ist, im Vergleich zu den bisher verbreiteten Modultechniken jedoch nur ein Nischendasein fristet. Während auf den meisten deutschen Dächern mono- oder polykristalline Solarmodule installiert sind, werden Dünnschichtmodule bisher vor allem da eingesetzt, wo die Lichtverhältnisse ungünstiger sind. Sie können diffuses Licht besser in elektrische Energie umsetzen als ihre kristallinen Kollegen, auch wenn sie bei direkter Sonneneinstrahlung weniger Leistung liefern.
Wie der Name "Dünnschichtmodul" schon sagt, ist die aktive Schicht des Moduls extrem dünn. Das bedeutet, dass der Materialeinsatz gering und die Flexibilität des Materials hoch ist. Genau dies nutzen die Oldenburger Wissenschaftler in ihren Prototypen: Sie suchen nach Lösungen, bei denen sich Dünnschichtmodule in herkömmliche Baustoffe integrieren lassen.
Das können nicht nur steife Materialien wie Metallverkleidungen oder Dachelemente sein, sondern auch Stoffe wie Dachbahnen oder Markisen. Wichtig sind den Wissenschaftlern hierbei nicht nur die Funktion, sondern auch die Möglichkeiten für das Design: "Der Anspruch an das Erscheinungsbild eines Solarmoduls hat sich mittlerweile extrem gewandelt", erklärt Martin Vehse, einer der Projektleiter. Deshalb suchen die Forscher nach Materialien und neuen Zellkonzepten, mit denen das Aussehen der Solarzellen auf individuelle Kundenwünsche abgestimmt werden kann.
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Ziel ist es, die Farbgebung der Module nach Belieben an den Stil des Gebäudes anpassen zu können – vom schlichten Businessgrau bis hin zum Terrakotta einer Toskana-Villa sollen alle Möglichkeiten offen stehen. "Die gewünschte Farbgebung in den Modulen erreichen wir durch die präzise Einstellung der Schichtdicken der Kontaktschicht", erläutert Vehse. Die jeweilige Farbe entsteht dann durch die entsprechende Absorption des Lichts. Farbstoffe und -pigmente sind dabei nicht nötig, was die Produktion der Module deutlich vereinfacht.
Große Bedeutung im Haus der Zukunft messen die Forscher dem Einsatz fotoaktiver, farbiger Gläser zu. So könnten Fenster oder Oberlichter mit neuartigen, halbdurchlässigen Modulen bestückt werden: Durchsichtig und in das Fensterglas integriert, schützen sie vor starker Sonneneinstrahlung. Auch hier könnte die Farbe frei gewählt werden, sodass beispielsweise gelbe, braune oder blaue Fensterelemente denkbar sind.
Auch wenn die Systeme teilweise noch weit von der Marktreife entfernt sind, gehen die Forscher davon aus, dass Materialien mit integrierter Fotovoltaik nur wenig teurer sein werden als herkömmliche Baustoffe. Dadurch werde auch der großflächige Einsatz – beispielsweise auf Hausdächern – interessant. Gerade in Kombination mit Systemen zur Speicherung elektrischer Energie könnten die ultradünnen Solarmodule wichtige Bausteine zur Entwicklung von Häusern sein, die insgesamt mehr Energie erzeugen als verbrauchen.
