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Solarenergie aus Smartphone & Co.

Solarenergie aus Smartphone & Co.

Grüner Strom mal anders: Innovative Photovoltaikflächen der Zukunft

Solarenergie nicht auf dem Dach oder der Wiese? Das geht: Auch Straßen, Smartphone-Displays und sogar Bilder können Solarstrom liefern. Wissenschaftler und Startups arbeiten daran, immer mehr Flächen für die Sonnenenergie zu erschließen. Ultradünne, transparente oder bedruckte Module ermöglichen das.

Neue Möglichkeiten mit bedruckten Solarmodulen

Die Porträts des Fotografen Guillaume Perret scheinen nur so vor Energie zu strotzen. In der Tat sind sie regelrecht energiegeladen, denn die Fotos der Menschen stehen oft unter Strom. Es handelt sich um bedruckte Photovoltaikmodule. Die großflächigen Fotografien wurden zwischen Modulglas und Solarzellen eingefügt. Je zwei Module ergeben ein Porträt.

Wo kommt die Idee her? Wissenschaftler des Forschungsinstituts CSEM in Neuchâtel in der Schweiz haben das sogenannte Kaleo-Verfahren entwickelt. Das funktioniert so: Zunächst wird auf einer Folie mit speziellen Farben ein hochauflösendes Foto gedruckt. Danach wird die Folie auf die Rückseite des Deckglases des Moduls gelegt. Die weiteren Schritte gleichen denen der herkömmlichen Fertigung von Modulen in der Solarindustrie. Aber: Nachdem das Modul laminiert ist, sieht man auf der Oberfläche nur noch das gedruckte Foto. Die Solarzellen dahinter sind nicht mehr sichtbar.

Kaleo Solar: Das HD-Bild wird auf eine Folie gedruckt, die speziell für die dauerhafte Integration in das Solarmodul ausgewählt wurde.  @CSEM
Kaleo Solar: Das HD-Bild wird auf eine Folie gedruckt, die speziell für die dauerhafte Integration in das Solarmodul ausgewählt wurde. @CSEM

Die Leistung der bedruckten Module ist nicht mit herkömmlichen Solarmodulen vergleichbar. Aber laut den Schweizer Forschern reichen 30 bis 40 Quadratmeter Modulfläche, um genügend Strom für einen Haushalt mit vier Personen zu produzieren. Photovoltaik könnte so als Gestaltungselement für Fassaden in den Mittelpunkt rücken.

Handys versorgen sich selbst

Forscher arbeiten nicht nur an farbigen oder bedruckten Modulen, sondern auch an quasi durchsichtigen Modellen. Diese könnten in Gebäude- oder Autofenstern zum Einsatz kommen. Bisher war allerdings die erzeugte Strommenge solcher Module zu gering. Das wollen Forscher am Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) ändern. Die Erkenntnisse der Wissenschaftler aus der Forschung werden bereits in der Produktentwicklung eingesetzt.

Das französische Unternehmen Sunpartner Technologies unterzeichnete eine Lizenzvereinbarung mit dem HZB, um das Know-how des Berliner Instituts PVComb für die Produktion von speziellen Wysips-Beschichtungen einzusetzen. Das Kürzel Wysips steht für „What you see is photovoltaic surface“. Es handelt sich um transparente Solarzellschichten, die auch auf Fenstern aufgetragen werden können. „In den letzten fünf Jahren haben wir effiziente Dünnschicht-Silizium-Solarzelltechnologien entwickelt“, bestätigt Bernd Stannowski, Projektleiter am PV-Comb. Sunpartner Technologies hat mithilfe des Patents ein Verfahren entwickelt, um ultradünne und transparente Solarzellen auf einem Glas zu integrieren. So lässt sich die Solarschicht zwischen dem berührungsempfindlichen Touchscreen und dem LCD-Bildschirm eines Handys einbauen. Über diese integrieten Solarzellen können sich Handys schon bald ganz ohne Steckdose selbst laden.

Fahren auf einem Solarteppich

Nicht nur Displays sollen künftig Solarstrom liefern, sondern auch Straßenbeläge. Das Startup Solmove will Straßenfläche mit Glaskacheln belegen, um Sonnenstrom zu produzieren. So wird die Straße zur Ladestation. Ein erstes straßentaugliches Solarmodul wurde unter anderem von dem Fraunhofer-Institut für Silicatforschung in Würzburg und der RWTH Aachen gemeinsam mit dem Startup entwickelt. Immerhin gibt es in Deutschland rund 1,4 Milliarden Quadratmeter horizontale Straßen- und Parkplatzflächen. Genug um 20 Millionen Elektroautos mit Strom zu versorgen.

Das RWTH-Institut für Straßenwesen will Photovoltaikzellen in die Oberfläche von Straßen integrieren. @Peter Winandy
Das RWTH-Institut für Straßenwesen will Photovoltaikzellen in die Oberfläche von Straßen integrieren. @Peter Winandy

Die Solarmodule sind etwa fünf bis sechs Millimeter dick. Sie bestehen aus zusammensetzbaren Elementen, die wie ein Fliesenteppich ausgelegt werden. Einzelne Module sind beliebig austauschbar. Um die nötige Sicherheit im Straßenverkehr zu gewährleisten, sind sie mit einem bruchsicheren und rutschfesten Spezialglas bedeckt. Das Glas lenkt einfallendes Licht optimiert auf die Photovoltaikschicht im Inneren. Wie ein Teppich können die Fließen auf einen bestehenden Straßenbelag aufgebracht werden. In Deutschland wird die Eignung des Belags nun auf einer Teststraße genau untersucht. Ziel ist, künftig möglichst viel Fläche für Solarstrom zu nutzen.

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