Photovoltaikmodule auf Dächern oder Freiflächen sind heutzutage Standard: 16 Prozent des deutschen Stroms wurden zuletzt so erzeugt. Die Vorstellung von Photovoltaik-Anlagen (PV) auf Autos, in Fenstern, Wänden oder Balkongeländern klingt dagegen fast wie aus einem Science-Fiction-Film - das soll aber schon bald Realität werden: Integrierte PV nennt sich dieser Ansatz. Am Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE) in Freiburg wird daran geforscht.
Photovoltaik in Autodächern und -teilen
Die Forschenden am Fraunhofer ISE haben unter anderem ein Autodach mit integrierter PV entwickelt, die ein Elektro-Auto mit Strom versorgen soll. Das Dach sieht aus wie andere Autodächer. Nur wer nah herangeht, erkennt die integrierten Solarzellen. Dr. Martin Heinrich forscht am Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme an den Autolösungen:
Wir brauchen einen Zustand, dass während des Fahrens das Fahrzeug geladen werden kann von den Solarmodulen. Der ist bislang nicht vorgesehen. Aktuell gibt es zwei Optionen: Entweder das Fahrzeug steht und ist aus - dann kann es geladen werden. Oder es fährt, kann dann aber nicht geladen werden.
Mit der Sonnenenergie, die das Auto mit einem Zwei-Quadratmeter-Dach binnen eines Jahres einsammelt, kommt man mehr als 2.000 Kilometer weit, zeigen Tests. Vans oder Laster mit mehr Fläche schaffen noch deutlich weitere Strecken. Solarzellen können nicht nur in Dächer integriert werden, sondern in viele weitere Fahrzeugteile. Die Lösung ist auch nicht auf Autos beschränkt: Integrierte Solarmodule sind grundsätzlich auch in Flugzeugen oder Schiffen denkbar.
Solarmodule in Gebäuden und Fenstern
PV-Module lassen sich auch in Gebäude kaum sichtbar integrieren, die sogenannte gebäudeintegrierte PV. Das können durchsichtige Solarmodule in Fenstern sein oder auch ganze Wände aus Solarmodulen. Möglich macht das ein spezielles Verfahren, bei dem Solarzellen mit einem Laser in Streifen geschnitten und mit leitfähigen Klebstoffen verschaltet werden, erklärt PV-Forscher Dr. Achim Kraft vom Fraunhofer ISE.
Die Module können mit Spezialfolien in jeder Farbe produziert werden. Firmenlogos, Bilder oder Muster lassen sich so auf Fassaden bringen. Auch ein Einsatz an denkmalgeschützten Gebäuden ist möglich. Teilweise gibt es die Module schon im Handel. Sie sind etwas teurer als Standardmodule, können aber beispielsweise in Sachen Verschattung auch mehr: Sie produzieren etwa auch dann Strom, wenn zum Beispiel ein Blatt auf den Solarzellen liegt.
Vorteile der integrierten Solaranlagen
Die neuen Module sind flexibel, passen sich Formen und Farben ihrer Einsatzorte an und sind deutlich effizienter als frühere Generationen. Damit helfen sie Stromkosten zu reduzieren und das Klima zu schonen.
Ein bisschen abstrakter als Autodächer oder PV-Fenster ist ein anderer Solar-Meilenstein, an dem die Forschenden am ISE arbeiten: die Perowskit-Technologie. PV-Module werden mit dem Mineral Perowskit beschichtet. Das mache sie um ein Vielfaches leistungsfähiger, so PV-Forscher Kraft.
Dadurch können wir das Wellenlängenspektrum des Lichts effizienter ausnutzen und kommen mit der solaren Energieerzeugung nochmal auf ein ganz anderes Niveau. Das Potenzial, dass die PV dadurch noch günstiger wird, ist riesengroß.
Das Ergebnis ist laut Forschenden ungefähr so weltverändernd wie der Sprung vom Telefon zum Smartphone oder von der DVD zum Streaming.
