Das Marktsegment für Solarmodule, die in Fassaden integriert werden oder als solare Glasdach-Elemente zum Tragen kommen wächst zunehmend. Zurzeit beträgt der Marktanteil weniger als 1 Prozent der Modul-Installationen, da viele Systeme noch sehr kostenintensiv sind und die Gebäude-Anschlusstechnik nicht hinreichend entwickelt und genormt ist.
Bei PV-Modulen müssen die Solarzellen gegen äußere Einflüsse geschützt werden: Verkapselungsmaterialien aus transparenten Kunststoffen leisten hier einen wichtigen Beitrag zur Langlebigkeit von Photovoltaikmodulen und zur dauerhaften Stromproduktion aus Sonnenlicht. Das gilt insbesondere in der Gebäudefassade. Mit fassadenintegrierten PV-Systemen lässt sich nicht nur Strom gewinnen und CO2 reduzieren, es wird auch möglich, über die Einspeisung des Strom ins Netz, die Fassade (zumindest in Teilen) zu refinanzieren.
Damit werden diese gebäudeintegrierten PV-Systeme immer interessanter und wirtschaftlicher. Sie bilden eine gute Kombination von effizienter Flächen-Nutzung und ästhetischen Ansprüchen. Hilfreich war hier die Weiterentwicklung der PV-Module auf Basis der Dünnschicht-Technologie. Besondere Beachtung findet dabei Polyvinylbutyral (PVB), eine Folie, die bisher eher bekannt für den Einsatz in VSG ist. Ein gutes Beispiel ist die New Yorker S-Bahn-Station Stillwell Avenue, mit der weltweit größten integrierten PV-Anlage mit Dünnschichtmodulen, die mit Trosifol PVB-Folien ausgestattet sind.
Erster Hersteller weltweit, der eine spezielle PVB-Folie für den Einsatz in Solarmodulen entwickelte, war die Kuraray Europe GmbH unter dem Markennamen Trosifol, wie es aus dem Unternehmen heißt.
Seit Anfang der 80er-Jahre befinden sich Solarmodule mit Trosifol PVB-Folien in erfolgreichen Freibewitterungs-Versuchen auf Modultestständen u.a. des Photovoltaik-Instituts Berlin und des Fraunhofer-ISE in Freiburg. Konzipiert für alle gängigen PV-Modul-Herstellungsverfahren, hat Kuraray Ende 2009 eine zweite und technisch verbesserte Folien-Generation vorgestellt, die das aktuelle Folienprogramm in speziellen Anwendungsbereichen ergänzt.
PVB liegt im Trend
Seit 2005 gibt es in der PV- und der Glasindustrie Bestrebungen, bei Doppelglas-Elementen mit integrierten Solarzellen die Verkapselungsmaterialien durch PVB-Folie zu ersetzen. Damit sollen die Sicherheitsanforderungen der Modul-Verbundgläser in der GebäudeIntergration (BIPV) maßgeblich erhöht werden.
Darüber hinaus lassen sich Dünnschicht-Solarmodule, die aus zwei Glasscheiben mit einer PVB-Zwischenschicht bestehen, mit dem aus der VSG-Herstellung bewährten zweistufigen Laminationsverfahren kostengünstig herstellen.
Mit der heute sichtbaren und weiter stark steigenden Nachfrage nach Dünnschicht-Solarmodulen – Prognosen gehen von 40 Prozent der gesamten Modulproduktion bis 2020 aus – wird der Einsatz von PVB-Folie weiter ansteigen und sich der Marktanteil erheblich vergrößern.
Gründe für den geringen Marktanteil anderer Kunststoffe sind fehlende Erfahrungen mit den Produkten in der Solar-Industrie, die teilweise unzureichenden technischen Eigenschaften sowie zu hohe Kosten. Zudem müssen die Produkte eine Haltbarkeit im Solarmodul von 20 bis 25 Jahren sicher nachweisen
Hohe Sicherheitsstandards
Für gebäudeintegrierte Photovoltaik gelten insbesondere in Europa die gleichen hohen Sicherheitsstandards wie für alle Verglasungen an Fassaden oder im Bereich Überkopfverglasungen.
In Deutschland ist im Überkopfbereich nach Bauregelliste Verbundsicherheitsglas mit einer Zwischenschicht aus PVB-Folie vorgeschrieben. Beim Austausch dieser Elemente gegen Solarmodule bleiben diese Standards und Regelungen weiter bestehen. Das bedeutet, dass EVA und andere Kunststoffe in PV-Modulen in solcher Anwendung nur mit hohem Genehmigungsaufwand verwendet werden können. Für die gebäudeintegrierte Photovoltaik rechnen Experten in den nächsten zehn Jahren mit einem starken Anstieg der kommerziellen Nutzung. —
Tipp der Redaktion: Mehr Details zum Thema finden Sie unter https://www.glaswelt.de/, dort rechts oben im Suchfeld den Webcode 981 eingeben.
Der Autor
Dr. Bernhard Koll ist im technischen Marketing der Kuraray Europe GmbH und dort bei der Division Trosifol tätig. https://www.trosifol.com/