: Fassadenintegrierte PV mit hohem Wirkungsgrad

Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE hat die Außenfassade eines seiner Laborgebäude mit 70 Photovoltaik-Modulen aus eigener Entwicklung und Pilotproduktion ausgerüstet. (Foto: © Fraunhofer ISE)

Die gebäudeintegrierte Photovoltaik fristet nach vielen Jahren noch immer ein Nischendasein. Das Fraunhofer ISE demonstriert nun neue Zell- und Modultechnologien an der Außenfassade eines Laborgebäudes mit einem hohen solaren Wirkungsgrad.

26.11.2015 – Unter dem Namen TPedge hat das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE gemeinsam mit Industriepartnern ein kristallines PV-Modul entwickelt, das die Folienlaminierung durch ein zeit- und kostengünstigeres Verfahren ersetzt und in diesem Projekt mit innovativen rückseitenkontaktierten Solarzellen kombiniert wurde.

70 Photovoltaik-Module wurden nun an der Außenfassade eines Laborgebäudes des Fraunhofer ISE installiert. Die Module stammen aus eigener Entwicklung und Pilotproduktion und demonstrieren das Zusammenspiel unterschiedlicher Technologien und die Möglichkeiten gebäudeintegrierter Photovoltaik, die im Energiesystem der Zukunft eine größere Rolle spielen könnte, wenn die Politik in Zukunft Zero-Emission- oder sogar Plusenergiegebäude fordert.

Die kristallinen PV-Module basieren auf innovativer Solarzellentechnologie mit rückseitiger Kontaktierung nach dem am Fraunhofer ISE entwickelten und patentierten sogenannten High Performance Metal Wrap Through (HIP-MWT) Konzept. Die HIP-MWT-Solarzellen mit Rückseitenpassivierung erzielen einen Wirkungsgrad von bis zu 20,5 Prozent.

Die Solarzellen wurden mit einem patentierten Zellverbinder aus strukturierter Kupferfolie verschaltet, der die elektrischen Stringverluste auf ca. ein Prozent reduzieren kann und die mechanische Belastung der Zellen minimiert. Innovativ ist auch die Verkapselung der verschalteten Solarzellen zwischen zwei Gläsern, berichten die Forscher: Denn die Solarzellen sind nicht wie üblich zwischen Folien laminiert, sondern in einem Glas-Glas-Modul punktuell fixiert. Die Ränder der Module werden mit einem thermoplastischen Material abgedichtet, ein zusätzlicher Aluminiumrahmen sei nicht notwendig.

Die frühzeitige Zusammenarbeit mit den Architekten des Demonstrationsgebäudes ermöglichte eine gelungene architektonische Integration der PV-Module und der benachbarten Faserzementpaneele über eine gemeinsame Fassaden-Unterkonstruktion. Seit Oktober liefert die PV-Fassade nun Öko-Strom an Verbraucher im Gebäude. Ein Team des Fraunhofer ISE erfasst kontinuierlich elektrische und meteorologische Größen, um den Betrieb auszuwerten. Das Monitoring soll den Wissenschaftlern am Fraunhofer ISE auch dazu dienen, die Ertragsanalysemethoden für gebäudeintegrierte Fassadenanlagen mit Teilverschattung weiter zu entwickeln.