Fenster zu Solarkraftwerken

10. Dezember 2013, 14:35 Uhr
Fenster zu Solarkraftwerken
Fenster zu Solarkraftwerken
Wenn diese neue Entwicklung des MIT das hält, was sie verspricht, dann wird in nicht allzu ferner Zukunft die komplette Front von Gebäuden als Solaranlage fungieren und somit Strom produzieren – ohne die Durchsichtigkeit der Fenster zu beeinträchtigen.
 
Die Schlüsseltechnologie für so ein Vorhaben ist eine Solarzelle auf der Basis organischer Moleküle, welche die Energie infraroter Strahlung in Elektrizität umwandelt und dabei für kurzwelligeres sichtbares Licht durchlässig ist. Wenn man mit diesen Materialien normale Glasoberflächen von Fenstern oder Gebäudefronten beschichtet, kann man so sehr einfach und ohne größere Umbauten Strom für die Beleuchtung und andere Zwecke gewinnen. Die Nutzung bereits bestehender Glasflächen wie Fenster und Gebäudefronten senkt die Installationskosten gegenüber konventionellen Solaranlagen enorm.
 
Bei modernen konventionellen Solaranlagen mit Dünnfilm-Solarzellen entfallen zwischen der Hälfte bis hin zu zwei Dritteln der Gesamtkosten auf die Installation. Fast die Hälfte der Kosten der Produktion für Solarpanels geht auf das Konto von Glas und strukturellen Teilen. Doch die von einem Doktoranden Richard Lunt im Elektronik-Forschungslabor entwickelten transparenten Solarzellen erlauben genau die Elimination eines großen Teils dieser Nebenkosten. Ein Artikel von MIT-Professor Bulović und Lunt in der Zeitschrift „Applied Physics Letters“ beschreibt die Eigenschaften dieses neuen Solarzellentyps.
 
Ein Teil früherer transparenter Solarzellen krankte an sehr schlechten Wirkungsgraden, da weniger als 1% der auftreffenden Sonnenstrahlung in elektrische Energie umgesetzt wurde. Ein anderer Typ hatte den Nachteil, dass er sichtbares Licht zu stark abschwächte, sodass sich dieser Typ nicht für Fenster einsetzen ließ. Den MIT-Forschern gelang nun die Entwicklung einer speziellen chemischen Verbindung,  die zusammen mit einer für infrarote Strahlung teilweise reflektiven Beschichtung gleichzeitig hohe Transparenzwerte und einen relativ hohen Wirkungsgrad ergibt — sogar im Vergleich zu nichttransparenten organischen Solarzellen.
 
Bei neuen Gebäuden oder solchen, bei denen geplant ist die Fenster zu erneuern, könnten die Glasflächen relativ kostengünstig mit diesem Solarzellenmaterial beschichtet werden. Die Kosten für Glas, Rahmen und Installationen sind bei beschichteten und unbeschichteten Fenstern ja nahezu identisch. Hinzu kommt, dass man bei modernen Thermofenstern mit ihren Doppelscheiben eine innere Oberfläche beschichten kann, sodass die organische Schicht komplett gegen Wettereinflüsse und Putzchemikalien gesichert ist. Der einzige Unterschied liegt in den Anschlüssen zu den Fenstern und Spannungswandlern, der die Fenster-Solarzellen in die elektrische Installation des Hauses integriert.
 
Wenn man bedenkt, dass ein großer Teil der Kosten moderner Solaranlagen durch den Bedarf an Glas und Strukturelementen bedingt ist, dann leuchtet es direkt ein, dass die Integration der Solarzellenfertigung in den Herstellungsprozess von Fenstern nicht nur deutlich günstiger ist, sondern auch viel ökologischer, da die Energie zur Herstellung zusätzlichen Glases etc. eingespart werden kann.
 
Laut den Forschern ist diese Entwicklung zwar nicht die Patentlösung für alle Energiefragen, doch trägt diese Technik immerhin dazu bei, dass sogar Einfamilienhäuser ohne allzu große Investitionen ihren Beitrag zur Reduktion von Treibhausgasen leisten können. Dabei wird eben keine teure Dachkonstruktion oder Gartenfläche benötigt. Die Forscher gehen davon aus, dass nach weiteren Verbesserungen im Labor erste Anstrengungen unternommen werden, um diese Technik praxistauglich zu machen. Innerhalb von zehn Jahren sollten demnach erste Produkte auf dem Markt sein. Neben der Anwendung in der Beschichtung von Fenstern ergibt sich eine weitere Nutzungsmöglichkeit in der Beschichtung flexibler Folien, die auf existierende Fenster aufgebracht werden können.
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