Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS
Photovoltaikmodule leisten seit Jahren einen erheblichen Beitrag, um die Energiebilanz von Gebäuden zu verbessern. Nachdem die Kosten der Modul-Anschaffung rasant gefallen sind, werden nun neue Anforderungen an die Gestaltung und das Design von Solarmodulen gestellt. Neue Ansätze verfolgt ein Gemeinschaftsprojekt des Fraunhofer-Centers für Silizium-Photovoltaik CSP. Die Projektpartner wollen Farbgebungskonzepte für Fassaden-Solarmodule mit ästhetisch anspruchsvoller und individueller Gestaltbarkeit sowie reduzierten farbbedingten Energieertragseinbußen entwickeln.
Solarmodule auf einem Flachdach zu platzieren, hat zwei entscheidende Vorteile: Erstens ist dort die Sonneneinstrahlung am höchsten. Zweitens stören sie dort nicht den ästhetischen Gesamteindruck eines Gebäudes. Will man zusätzliche Flächen für die Gewinnung von Sonnenstrom erschließen, etwa Schrägdächer oder gar Fassaden, steigen die Anforderungen an die gestalterischen Möglichkeiten. Hier stellt sich die Frage nach Entwicklungen von ästhetisch anspruchsvollen und modifizierbaren Solarmodulen, die ein hohes Maß an Gestaltungsfreiheit hinsichtlich der Farbgebung und anderer Designansprüche erlauben und gleichzeitig minimale farbbedingte Energieertragsverluste aufweisen.
Das Gemeinschaftsprojekt »Lichtmanagement und Fertigungskonzepte für farbige Photovoltaikmodule in Gebäudefassaden« (Color PV) des Fraunhofer CSP, der Hohenstein Isolierglas GmbH und der Kogu Print & Werbetechnik GmbH & Co. KG setzt an diesem Punkt an. Ziel ist eine flexible Darstellung unterschiedlicher einfarbiger oder mehrfarbiger Designs auf Solarmodulen mit großer Farbauswahl und relativ hoher Auflösung, so dass auch die Darstellung fotorealistischer Bilder möglich wird. Im Gegensatz zu den meisten bisher für die Farbgebung von Solarmodulen untersuchten Technologien, die spektral selektive Beschichtungen nutzen und somit nur homogene, einfarbige Flächen mit stark begrenzter Farbauswahl ermöglichen, setzen die Projektpartner auf digitale Druckverfahren und den Mehrfarbendruck für vielfältige Farbtöne sowie individuelle, semi-transparente Farbdrucke (Kogu Print). Zudem soll im Projekt das Potenzial spezieller interferenzbasierter Tinten mit hoher Lichttransmission für farbige PV-Module aufgezeigt werden und verschiedene Strukturierungs- und Laminationsprozesse optimiert werden. Strukturen in den Laminaten (HIG) sollen für eine verbesserte Lichtführung zum Einsatz kommen.
»Mit der Entwicklung einer farbigen, digital bedruckten Fassaden-Solarmodulfront mit hoher Lichttransmission im relevanten Spektralbereich eröffnen wir neue Möglichkeiten der Fassadengestaltung. Photovoltaik-Modulhersteller und deren Zuliefererunternehmen können damit neue Produktlösungen entwickeln, die sich auf dem globalen Markt für gebäudeintegrierte Photovoltaik vertreiben lassen«, sagt Charlotte Pfau, Projektleiterin am Fraunhofer CSP. Das Besondere bei der Bearbeitung des bis Januar 2022 laufenden Projekts ist die Abbildung einer vollständigen Wertschöpfungskette: Von der Folien- und Glasverarbeitung bis hin zum Digitaldruck und der Solarmodulfertigung.