Solarmodule als architektonisches Gestaltungselement
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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, spendet angenehmen Schatten, es werden scharfe Licht-Schattenkontraste vermieden, der Energieaufwand zur Kühlung von Räumen wird gesenkt (Klimaanlage) und es wird etwas für die Umwelt getan (CO2-Vermeidung). Der Solarstrom wird zudem für mindestens 20 Jahre in das Netz eingespeist oder auch selber verbraucht und die eventuell anfallenden Mehrkosten amortisieren sich.
Denkbar ist der Einsatz transparenter Module z.B. als:
- Glasdach
- Wintergarten
- Balkonverglasung
- Fensterelemente
- Fassadeneinglasung
- Solare Fensterläden
- Sonnenschutzsysteme
- Oberlicht bzw. Dachfenster
- Vordach
- Veranda
- Verschattungslamellen
- Schiebedach für Kraftfahrzeug
Individuelle Gestaltungsmöglichkeiten
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
Varianten sind ebenso möglich, beispielsweise komplett durchsichtig oder nur von einer Seite transparent. 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. Ebenso ist das Einfärben der Photovoltaikmodule möglich.
Der Herstellungsprozess
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.
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.
Hier ein kleiner Auszug von Herstellern von durchsichtigen Modulen:
- Würth
- Ertex-Solar
- Solarwatt (Module für Verschattungen)
- Scheuten
- Schott
- Sunways (Nur Zellen)
- Voltarlux
Preis-Leistungs-Verhältnis
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 Wirtschaftlichkeitsberechnung wird wohl nur unter der Berücksichtigung des architektonischen Mehrwertes bzw. Einbeziehung der gesparten Kosten für die Gebäudeintegration schwarze Zahlen aufweisen können. Wenn Sie die Anschaffung von transparenten Modulen für Ihr Haus in Erwägung ziehen, lassen Sie sich deshalb in jedem Fall von einem Fachbetrieb die Wirtschaftlichkeit durchrechnen.