Anwendung
Transparente PV-Module oder semitransparente PV-Module eigenen sich hervorragend für ästhetische Architektur, bei der ein beeindruckendes Spiel aus Licht und Schatten geschaffen werden kann. Die Module können Materialien, die bisher für den Einsatz als Schattenspender benutzt werden ersetzen und bringen dann mindestens 20 Jahre Ertrag durch den eingespeisten Solarstrom. Architekten sollten meines Erachtens diese Gestaltungsmöglichkeiten noch viel öfters in die Planungen einbeziehen. Für mich gibt es mehrere Kriterien, die für den Einsatz solcher transparenten Module sprechen:
- Es sieht toll aus
- Es spendet angenehmen Schatten
- Es werden scharfe Licht-Schattenkontraste vermieden
- Der Energieaufwand zur Kühlung von Räumen wird gesenkt (Klimaanlage)
- Es wird etwas für die Umwelt getan (CO2-Vermeidung)
- Solarstrom wird für mindestens 20 Jahre in das Netz eingespeist oder auch selber verbraucht. Die eventuell anfallenden Mehrkosten amortisieren sich.
Einsatzgebiete
Die Anwendungsvielfalt ist enorm groß, wo überall können also transparente Photovoltaikmodule eingesetzt werden?
- Glasdach
- Wintergarten
- Balkonverglasung
- Fensterelemente
- Fassadeneinglasung
- Solare Fensterläden
- Sonnenschutzsysteme
- Oberlicht bzw. Dachfenster
- Vordach
- Veranda
- Verschattungslamellen
- Schiebedach für Kraftfahrzeug
Varianten sind ebenso möglich, beispielsweise komplett durchsichtig oder nur von einer Seite transparent. Ebenso ist das Einfärben der Fotovoltaikmodule möglich.
Herstellung transparenter Module
Grundsätzlich sind alle Glasarten geeignet, sei es Sicherheitsglas, Wärmeschutzverglasung oder normales Hartglas wie es für Vordächer oder Veranden benutzt wird. Diese Glas-Glas-Module sind sehr stabil, dafür aber auch sehr schwer.
Selbst Doppelverglasung ist möglich. Eine weitere Möglichkeit ist die Einbettung der Solarzellen in transparentes Tedlar oder sie werden in EVA oder PVB einlaminiert. Auch eine Kombination aus beiden Typen ist möglich, die Vorderseite ist dann aus Glas und die Rückseite aus klarem Tedlar. Transparente Solarzellen werden auch durch Herausschneiden von quadratischen Durchbrüchen mittels Lasertechnologie hergestellt. Zuletzt besteht sogar die Möglichkeit, transparente Module auf gekrümmten Flächen herzustellen. Durch Variieren des Abstandes der eingebetteten Solarzellen kann der Grad der Transparenz bestimmt werden. Dabei sind etwa 10% bis 30% Transparenz üblich. Die Anschlussdose kann so eingearbeitet werden, dass sie dem Betrachter auf den ersten Blick verborgen bleibt.
Als Zelltechnologien können monokristalline, polykristalline sowie Dünnschichtzellen zum Einsatz kommen. Durch den Einsatz von amorphem Silizium können Photovoltaik-Verglasungen hergestellt werden, die wie getöntes Glas aussehen. Dass es sich hier um PV-Module handelt, ist nicht mehr erkennbar. Eine weitere Solarzelle, die so genannte Nano-Solarzelle oder auch Grätzel-Solarzelle, die bei semitransparenten Modulen zum Einsatz kommt beruht auf dem elektrochemischen Prinzip. Hier befindet sich ein speziell strukturierter Halbleiter, beispielsweise Titandioxid zwischen zwei Glasplatten.
Variantenvielfalt
Oft werden transparente Module auf Kundenwunsch hergestellt. Alle nur denkbaren gestalterischen Kombinationen sind möglich:
- Quadratische, rechteckige oder abgerundete Zellen
- Abstand der Zellen und damit Grad des Lichtniveaus auf Kundenwunsch
- Wahlweise Mono-, Poly- oder Dünnschichtzellen
- Einfärbung nach Geschmack
- Größe der Module variabel bis zu 4 x 2 Meter
- Unterschiedliche Glasdicken bis zu 12 mm
Preis-Leistung
Durch die teilweise Lichtdurchlässigkeit können die transparenten Module natürlich nicht den Wirkungsgrad normaler Module erreichen. Je höher die Transparenz, desto geringer ist der Wirkungsgrad. Bei 10% Lichtdurchlässigkeit werden aber bereits Wirkungsgrade von bis zu 14% erreicht. Die Kosten für semitransparente PV-Module sind erheblich höher als für normale Module, besonders wenn es sich um Sonderanfertigungen handelt. Eine reine PV-Wirtschaftlichkeitsberechnung wird wohl nur unter der Berücksichtigung des architektonischen Mehrwertes bzw. Einbeziehung der gesparten Kosten für die Gebäudeintegration schwarze Zahlen aufweisen können.
Hersteller transparenter Module
Hier ein kleiner Auszug von Herstellern von durchsichtigen Modulen:
