Farbkollektor – Konzepte für architektonisch angepasste Kollektoren für den Altbaubestand und Neubauten

Übergeordnetes Ziel des Projekts »Farbkollektor« ist die Entwicklung von spektral selektiven Farbschichten mit hoher Farbsättigung, geringeren Verlusten und günstiger Herstellbarkeit zur besseren Integration von Solarkollektoren in Fassaden und die Dachlandschaft von ästhetisch sensiblen Gebäuden. Die Entwicklung basiert auf dem am Fraunhofer ISE entstandenen und als Patent angemeldeten Konzept der MorphoColor®-Beschichtung. Bei der Weiterentwicklung der Farbschicht wird besonderer Wert darauf gelegt, dass die Schicht korrosionsstabil ist. Außerdem wird bei der Schichtoptimierung neben der Farbwirkung im sichtbaren Spektrum der Transmissionsgrad im gesamten solaren Spektrum (von 300 nm bis 2500 nm) berücksichtigt, damit der Kollektorertrag durch die Farbwirkung möglichst wenig vermindert wird.

Für eine bessere Integration von Solarkollektoren in Fassaden und die Dachlandschaft von sensiblen Gebäude- und Ensemblebereichen werden häufig unauffällige Solarkomponenten gefordert. Bei den Dächern liegt der Fokus auf der Integration in alten Stadtkernen im Allgemeinen, nicht nur an historischen Gebäuden. Bei den Fassaden sollen für die Architekten neue Gestaltungsmöglichkeiten eröffnet werden. Als Grundlage für die Entwicklung dient das am Fraunhofer ISE entstandene und als Patent angemeldete Konzept der MorphoColor®-Beschichtung. Bei der Weiterentwicklung der Farbschicht wird besonderer Wert darauf gelegt, dass die Schicht korrosionsstabil ist, weil im Inneren von Kollektoren Kondensatbildung nicht ausgeschlossen werden kann. Außerdem wird bei der Schichtoptimierung neben der Farbwirkung im sichtbaren Spektrum der Transmissionsgrad im gesamten solaren Spektrum (von 300 nm bis 2500 nm) berücksichtigt, damit der Kollektorertrag durch die Farbwirkung möglichst wenig vermindert wird. Der Anspruch ist, dass der Kollektorwirkungsgrad um deutlich weniger als 10% (Ziel < 5%) relativ sinkt, wenn bei neuen Kollektoren eine Farbscheibe anstelle einer konventionellen Kollektorabdeckung verwendet wird. Kollektorprototypen mit den entwickelten Farbschichten werden in zwei Demonstrationsanlagen ins Dach bzw. in die Fassade integriert und deren Leistung wissenschaftlich anhand von Monitoring-Daten analysiert. Unter anderem werden Projektergebnisse durch die Mitarbeit im IEA-SHC Task 59, "DEEP RENOVATION OF HISTORIC BUILDINGS TOWARDS LOWEST POSSIBLE ENERGY DEMAND AND CO2 EMISSION (NZEB)" bekannt, bei dem es nicht nur um denkmalgeschützte Gebäude geht, sondern um erhaltenswerte ältere Gebäude im Allgemeinen.