Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE
Für die Energiewende werden große Flächen zur Installation der notwendigen Photovoltaikmodule benötigt. An und auf Gebäuden stehen ausreichend große, potenziell ertragbringende Flächen zur Verfügung. An vielen Einsatzorten, ganz besonders aber bei der Integration in Gebäudefassaden, müssen die PV-Module architektonisch gestaltbar sein, um die Anforderungen an das Stadtbild und die Architektur des Gebäudes zu erfüllen. Gleichzeitig müssen die Module hohen Ertrag bringen, um die CO2-Bilanz des Gebäudes signifikant zu verbessern und die Energiebilanz idealerweise auf Null zu reduzieren (»Netto- Nullenergiegebäude«) oder sogar ins Positive zu wenden (»Plus energiegebäude«).
Das Fraunhofer ISE leistet umfangreiche FuE-Arbeiten zu gebäudeintegrierter Photovoltaik. Eine neue Stele am Haupteingang des Fraunhofer ISE zeigt verschiedene, hocheffiziente BIPV-Module mit patentierter MorphoColor® Farbschicht und innovativen Schindelzellen. Die MorphoColor® Farbschicht ist eine photonische Struktur, bei der eine Interferenzschicht so mit einem geometrisch strukturierten Substrat kombiniert wird, dass sich ein schmalbandiger Reflexionspeak ergibt, der nur eine bestimmte Farbe reflektiert und das restliche Sonnenlicht quasi ungestört passieren lässt.
Das Design der Schicht ist durch die Farbschicht auf den Flügeln des Morpho-Schmetterlings inspiriert, dessen intensiv blaue Flügel einen in weiten Bereichen winkelstabilen Farbeindruck erzeugen. Durch die Schmalbandigkeit des Reflexionspeaks verringert die Farbschicht die Effizienz des Moduls nur um deutlich weniger als 10 % rel , verglichen mit einem schwarzen Modul. Die farbigen Module liefern also mindestens 90 % der Erträge, die ein schwarzes Modul an gleicher Stelle liefern würde.
Eine weitere Innovation bei den Modulen stellt die verwendete Technologie zur elektrischen Verschaltung der einzelnen Zellen dar. Die hierzu verwendete Schindeltechnologie ermöglicht durch überlappende Zellen, die Modulfläche ohne Lücken zu belegen, wodurch der Wirkungsgrad und die Erträge gesteigert werden und ein einheitlich schwarzes Erscheinungsbild ohne silbrige Zellverbinder entsteht. Das einheitlich schwarze Erscheinungsbild ist Voraussetzung für einen homogenen Farbeindruck, da reflektierende oder glänzende Elemente den Farbeindruck stören würden.
Die Stele demonstriert somit, wie innovative Technologien dazu beitragen können, dass solar aktivierte Gebäudehüllen ein selbstverständliches Element werden, mit dem sich CO2-neutrale und architektonisch ansprechende Gebäude gestalten lassen.