Mit Fenstern Strom erzeugen? Bald für alle verfügbar

Transparente Solarmodule sind keine neue Erfindung. Schon seit Längerem finden sich Konzepte, die auf die durchsichtigen Solarzellen setzen, um mehr Anwendungsmöglichkeiten oder höhere Effizienzen zu erzielen. Ein mögliches Einsatzgebiet, das bisher nur ein Nischendasein fristet, ist die Nutzung als Fenster. Sinnvoll ist diese Variante vor allem für jedes Gebäude, das auf dem Dach nicht ausreichend Fläche für eine größere PV-Anlage bietet. Oder für jeden, der die Optik seines Gebäudes nicht mit klassischen PV-Modulen verändern möchte.

Mehr Flexibilität, doch ein Nachteil bleibt

Obwohl es bereits erste Modelle gibt, die sich Interessierte in Häuser einbauen lassen können, sind transparente Solarmodule bisher kein beliebter Fensterersatz. Das liegt unter anderem darin begründet, dass sie in geringer Stückzahl produziert werden und daher teure Sonderausführungen von Fensteralternativen darstellen. In den vergangenen Jahren sanken die Kosten für die Produktion von Solarzellen jedoch zunehmend. Ebenso wurden die Anwendungsgebiete deutlich flexibler, wie beispielsweise das Produkt Powerfoyle beweist, dass sogar Lichtquellen in Innenräumen für Geräte nutzen kann.

Die meisten Solarzellen setzen bewusst auf eine lichtundurchlässige Oberfläche, damit möglichst viel des Sonnenlichts eingefangen und zu Strom verarbeitet werden kann. Dadurch erhöht sich die Effizienz des Solarmoduls. Es gibt jedoch bereits erste Forschungsprojekte, die transparente bifaziale Solarzellen nutzen, um Licht von zwei Seiten eines Solarmoduls einzufangen. Obwohl diese Technologie große Fortschritte und hohe Erträge verspricht, lässt sich bisher nicht verhindern, dass die Effizienz von Solarmodulen sinkt, je lichtdurchlässiger sie werden. Für Fenster mit integrierten Solarzellen bedeutet das bisher einen geringen Effizienzgrad, der bei rund fünf Prozent liegt.

Verglichen mit klassischen Solarmodulen auf dem Markt, ist das weniger als ein Viertel des möglichen Wirkungsgrads. Dafür bieten die Modelle jedoch andere Vorzüge. Etwa, dass sie sich auch in großen Flächen direkt in Gebäudefassaden integrieren lassen. Wer unter anderem ein Office-Gebäude mit einer Glasfront besitzt, könnte durch die große Fläche dennoch einen beachtlichen Stromertrag erzielen, der die Kosten des Unternehmens reduziert. Die bisherigen Fenstermodelle eignen sich daher besonders, wenn das Dach für andere Zwecke genutzt wird. Oder andere Faktoren gegen eine Nutzung sprechen. Etwa, weil das Dach durch andere Gebäude im Schatten liegt oder es sich gar um ein denkmalgeschütztes Gebäude handelt, dessen äußere Erscheinung kaum verändert werden darf.

Verschiedene Ansätze existieren bereits

Bereits heute existieren verschiedene Möglichkeiten, ein Fenster mit Solartechnologie zu kombinieren. Eine gängige Variante stellt die Integration eines lichtabsorbierenden Materials dar, das zwischen zwei Glasscheiben eingesetzt wird. Das Unternehmen UbiQD mit Sitz in den USA bezeichnet dieses Verfahren als „Quantenpunkttechnologie“. Ziel der Zwischenschicht ist es hierbei, die Solarenergie zwischen den Scheiben aufzunehmen und durch Reflektion an den Kanten Strom zu generieren. Ein weiterer Ansatz versieht Fenster stattdessen mit einer transparenten Beschichtung. Die Technologie nutzt das infrarote und ultraviolette Spektrum des Lichts zur Stromgewinnung.

Der große Vorteil dieses Ansatzes liegt darin, dass jegliches für das menschliche Auge sichtbare Licht des Spektrums noch immer in die Wohnräume gelangt. Bewohner des Hauses müssen daher nicht auf Licht und Helligkeit verzichten, obwohl ihre Fenster zugleich Strom erzeugen. Auch dieses Verfahren geht auf ein Unternehmen in den USA zurück, den Hersteller Ubiquitous Power. Die besonderen Fenster tragen den Namen ClearView Power und funktionieren, als hätte man schwache Solarmodule statt Fenstern eingesetzt. Hier scheint vor allem der Wirkungsgrad der Modelle vergleichsweise hoch auszufallen. Während durchschnittliche PV-Dachanlage um die 300 Watt pro Panel liefern, kann dieses Fenster 100 Watt zur Verfügung stellen. Die Technologie dahinter stammt ursprünglich vom Massachusetts Institute of Technology (MIT) bevor sie kommerziell eingeführt wurde.