Entblendete bifaziale High-Efficiency-Solarmodule für hohen Ertrag an Fassaden (Akronym HighFas); Teilvorhaben des Fraunhofer ISE: Glasbearbeitung, Blendungsbewertung, Solarzellen und -module

Abstract

Die Grundidee für das Projekt ist folgende: An der Fassade lassen sich ähnlich hohe kumulierte Einstrahlungen und damit Erträge realisieren wie auf Dächern (bis zu 1000 kWh/(m2*a) Einstrahlung), wenn man bifaziale Module (Annahme 80 % Bifazialität) als fixe vertikale Glas-Glas-Lamellen ("Glasschwerter") ausbildet. Der Ertrag verteilt sich dabei auf einen größeren Zeitraum über den Tag, entlastet also damit die Stromnetze. Vertikale Blechlamellen werden bei modernen Gebäuden wiederholt an Fassaden angeordnet. Wir strebten im Projekt eine ähnliche Architektur an, verwendeten anstelle der Blechlamellen BIPV-Glaslamellen, die ebenfalls als Sonnenschutz für das Gebäudeinnere fungieren und dennoch den Blick nach draußen ermöglichen. Bei solchen Glaslamellen ist eine mattierte Anti-Blend-Oberfläche wichtig, damit weder Außenblendung noch Blendung im Raum auftritt. Innovativ ist zudem die Anti-Blend-Oberflächenstrukturierung, die mittels nasschemischer und Laser-Oberflächenbehandlung der Gläser auf Basis von Optik-Simulationen erzielt wurde. Am Fraunhofer ISE wurde außerdem auch die Weiterentwicklung von Heterojunction-Solarzellen vorangetrieben, die in den PV-Lamellen aufgrund ihrer hohen Wirkungsgrade, geringer Temperaturkoeffizienten und einer hohen erreichbaren Bifazialität verwendet werden kann. Außerdem wurde die experimentelle Blendungsbewertung für PV-Gebäudehüllen weiterentwickelt, damit man valide Optimierungskriterien bei der Anwendung hat. Eine Outdoor-Testinstallation zeigte, dass sowohl der erwünschte Anti-Blend-Effekt erzielt wurde als auch ein erhöhter Ertrag bei PV-Modulen mit neuartig strukturierter Glasoberfläche erreicht werden kann, der bei flachen Einstrahlwinkeln im Bereich 3 % bis 4,5 % gesteigert werden konnte. Der Effekt blieb über den Betrachtungszeitraum von 9 Monaten im Outdoor-Test bestehen, der im Rahmen dieses Projekts realisiert werden konnte.