Forschung : Pilotinstallation für "unsichtbare" PV

Damit Gebäude auch unauffällig Solarstrom produzieren können – zum Beispiel denkmalgeschützte Bauten – braucht es in Gebäudehüllen integrierbare Photovoltaik-Module in angepassten Farben. Im Rahmen des Forschungsprojekts "PVHide" installierten das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE gemeinsam mit dem deutschen Modulhersteller AxSun Solar, der ebenfalls deutschen Interpane Entwicklungs- und Beratungsgesellschaft sowie der Stadt Eppingen (Baden-Württemberg) eine ziegelrote PV-Anlage direkt in das Dach einer Turnhalle. Die Pilotinstallation besteht aus 224 PV-Modulen mit MorphoColor-Farbschicht, die auf beiden, nach Osten und Westen ausgerichteten, Dachflächen installiert wurden. Die PV-Anlage mit einer Gesamtleistung von 66 Kilowatt Peak produziert mindestens 90 Prozent des Stroms, den eine klassische PV-Dachanlage mit unbeschichteten Gläsern erzeugen würde.

„Mit der grünen PV-Anlage, die wir letztes Jahr in die Fassade unseres Zentrums für höchsteffiziente Solarzellen integriert haben, wollten wir architektonische Akzente setzen. Das Turnhallen-Dach in Eppingen zeigt nun den anderen Anwendungsfall, möglichst dezent in der Gebäudehülle zu verschwinden", beschreibt Dr. Harry Wirth, Bereichsleiter für Photovoltaische Module und Kraftwerke am Fraunhofer ISE.

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Ziel des Forschungsprojekts war es, skalierbare Konzepte für kostengünstige, unsichtbare bauwerkintegrierte PV zu entwickeln. Dafür entwickelte das Fraunhofer ISE die nächste Generation ihrer patentierten photonischen MorphoColor-Struktur zur farbigen Gestaltung des Deckglases von PV-Modulen oder auch solarthermischen Kollektoren. Interpane setzte die Beschichtung der Modul-Gläser auf industriellen Anlagen um. Damit baute AxSun dann farbige PV-Module, die sich zur Integration in Dächer eignen.

Mit der Installation der PV-Anlage in ein historisches Gebäude wurden die Entwicklungen nun in die Praxis überführt. „Die Fertigstellung der Pilotanlage ist ein wichtiger Schritt vorwärts für die großflächige Umsetzung von MorphoColor. Seit der Herstellung der farbigen Glasscheiben konnten wir unser Verständnis der Optik und die Winkelstabilität der Farben noch deutlich verbessern", freut sich Dr. Thomas Kroyer, Projektleiter am Fraunhofer ISE. Die nächsten mit MorphoColor beschichteten PV-Module würden nun immer ihre intensive Farbe zeigen, egal von wo die Sonne auf sie scheint.

Durch die Beschichtung der Solargläser mit MorphoColor besteht nun die Möglichkeit, „Gebäude mit PV-Modulen zu versehen, die ansprechende Optik und Klimaschutz mit starker Leistung kombinieren", fasst Stefan Schmidt, Vertrieb der AxSun Solar, zusammen. Auch eine Ausstattung von besonders energieintensive denkmalgeschützte Altbauten sei so möglich. Dr. Hansjörg Weis, Entwicklungsleiter bei der zur AGC Gruppe gehörenden Interpane Entwicklungs- und Beratungsgesellschaft ergänzt: „Wir konnten unsere Beschichtungstechnologie bei AGC Interpane weiterentwickeln, um diese anspruchsvollen Farbschichten im Prototypenmaßstab zu realisieren. Jetzt steht die Aufskalierung in die Produktion an."

In den kommenden Monaten wird das Fraunhofer ISE die dachintegrierte PV-Anlage in Eppingen monitoren. Anhand der gemessenen Einstrahlungswerte berechnet das Forschungsinstitut den zu erwartenden Ertrag und vergleicht ihn mit den real ermittelten Erträgen der PV-Anlage, die ebenfalls erfasst werden.