Cover Power Smart Glass Coatings for Innovative BiPV Solutions

Kurz zusammengefasst besteht das Ergebnis der im Projekt geplanten Aktivitäten darin, Technologien zu kombinieren, deren Machbarkeit in den relevanten Umgebungen (Konstruktion und Gebäude) nachgewiesen ist, und den Prototyp eines BiPV-Systems mit innovativem Design, ansprechender Effizienz, minimaler Blendung und hoher Zuverlässigkeit zu realisieren. Konkret ist damit das Ziel des Projekts die Entwicklung von BiPV-Modul-Prototypen auf der Basis von Glas-Glas-PV Modulen und Siliziumsolarzellen durch das Aufbringen neuartiger Glasbeschichtungen für die Außenseite (Umweltseite) der Deckgläser. Diese Modulprototypen sollen die folgenden Eigenschaften aufweisen:
– Flexibles und innovatives Design in Bezug auf Farbe und Oberflächentextur
– Minimale Blendung (weniger als 0,1% direkte Reflexion)
– Eine maximale Leistung von mindestens 150 Wp/m² (STC) durch Ausnutzung von rückreflektiertem Licht in bifazialen Zellen
– Alterung und Haftung von Oberflächenbeschichtungen werden sorgfältig untersucht und sind mindestens 30 Jahre lang zuverlässig
– Realisierung einer prototypischen BiPV-Anlage zur Demonstration der Machbarkeit der Prototypen, die über das Projektende hinaus in Betrieb sein wird.

Ausgangssituation

In Europa befindet sich die Integration der Photovoltaik (PV) in Gebäude nach wie vor in einer ambivalenten Situation: Während Gebäude bereits das am stärksten genutzte Flächenpotential für PV Installationen darstellen, sind beispielsweise nur ein kleiner Anteil von 2,4% davon gebäudeintegriert ausgeführt.1 Die große Masse der PV-Anlagen sind als Aufdachmontage ausgeführt. Die Ursache dafür kann vor allem in der bisherigen zeitlichen Entwicklung gefunden werden. Während Aufdachanlagen in diesem Zusammenhang wichtiger Wegbereiter für die flächendeckende Einführung der Technologie waren, so überzeugt ihre Anwendung in Ballungsräumen aber weder mit ihrer Ästhetik noch vom ökologischen Standpunkt aus. Dennoch ist die Nutzung von Gebäuden als Träger für PV-Anlagen nötig, um das Ziel von 100% Energiegewinnung aus erneuerbaren Energiequellen zu erreichen und gleichzeitig eine zusätzliche, durch solare Stromerzeugung induzierte, Flächenversiegelung zu vermeiden. Auch wenn innovative Solargebäude bereits demonstrieren, dass sie bei hoher Ausschöpfung des Solarpotentials in der Jahresbilanz zu voll versorgten Solargebäuden führen können, bleibt die bauwerksintegrierte Photovoltaik bis heute weit unter ihren technischen und energetischen Möglichkeiten. Das tatsächliche Potential von bauwerkintegrierter Photovoltaik (BiPV) wurde für Österreich beispielsweise durch die Technologieplattform Photovoltaik TPPV bereits 2016 in der „Photovoltaik Roadmap für Österreich“ aufgezeigt.2 Die darin präsentierten Zahlen und Fakten demonstrieren dabei nicht nur das große Marktpotenzial der bauwerkintegrierten Photovoltaik, sondern auch die Größe der Herausforderung die ihre Implementierung mit sich bringt und führen zu dem Schluss, dass für das Erreichen des Ziels von 100% Energie aus erneuerbaren Energiequellen nahezu alle besonnten und baulich geeigneten Dach- und Fassadenflächen benötigt werden, um die gewünschten Solarstrommengen zu erzeugen.
Im regulativen Umfeld schreibt die EU-Gebäuderichtlinie seit Ende 2018 vor, dass alle neuen Gebäude in Europa bis zum 31. Dezember 2020 nahezu Nullenergiegebäude sein müssen (öffentliche Gebäude bereits seit 31. Dezember 2018).3,4 Folglich ist also zu erwarten, dass zum heutigen Zeitpunkt die Mehrheit der neu errichteten Gebäude in Europa erhebliche Mengen an photovoltaischer Elektrizität erzeugen. Eine enstprechende Umsetzung in Form von BiPV Lösungen scheitert aber aktuell noch an mehreren, wesentlichen Punkten. Ein sehr wichtiges Argument dabei, welches vor allem Architekten oder Bauherren immer wieder zutreffend ins Feld führen, bezieht sich bei dabei auf die beschränkte Ästhetik von Standardmodulen sowie auf die verringerte Effizienz von farbigen PV-Fassaden im Vergleich zu Standardlösungen. Basierend darauf sind die Schlüsselbedürfnisse für BiPV auch ausdrücklich schon seit 2013 im SET-Plan der Solar Europe Industry Initiative festgehalten:5
– Flexibilität des Designs und verbesserte Ästhetik,
– Optimierung der Leistung und verbessertes optisches Erscheinungsbild bei reduzierten Kosten und
– Industrielles kostengünstiges Herstellungsverfahren zur Herstellung von BiPV-Produkten mit maßgeschneidertem Design.
Das Projekt Cover Power setzt gerade an diesen Herausforderungen an und beschäftigt sich zum einen intensiv mit dem ästhetischen Erscheinungsbild von gebäudeintegrierten Solarmodulen, aber auch mit der Umsetzung ökonomisch sinnhafter industrieller Prozesse für die Produktion von farbigen Solarmodulen.