Gebäudeintegrierte Photovoltaik: Fraunhofer ISE und Freesuns testen industrienahe Fertigung von innovativen PV-Dachziegeln

© Fraunhofer ISEFreiburg - Mit dem Aufbau einer industriellen Pilotlinie für innovative PV-Dachziegel haben die Projektepartner in dem europäischen Forschungsprojekt SPHINX einen wichtigen Meilenstein erreicht. Die neue Fertigungstechnologie, die in Freiburg am Fraunhofer ISE erprobt wird, verspricht PV-Ziegel mit mehr Effizienz, Designflexibilität und besonderer Eignung für denkmalgeschützte Bestandsgebäude.

Solardachziegel verbinden die Solarstromerzeugung mit architektonischer Eleganz und bieten eine Alternative zu klassischen PV-Anlagen. Durch ihre nahtlose Integration ins Dach eignen sie sich insbesondere für Neubauten, denkmalgeschützte Objekte oder auch Sanierungsprojekte. Neue Technologien wie die Matrix-Schindelverschaltung versprechen zusätzlich eine höhere Leistung, Designfreiheit und eine höhere Verschattungstoleranz. Im SPHINX-Projekt verfolgen die Partner das Ziel, im Bereich gebäudeintegrierte Photovoltaik kosteneffiziente und schnell einsatzfähige Lösungen für verschiedene Anwendungen bereitzustellen – von leichten Fassadenelementen bis hin zu PV-Ziegeln.

PV-Dachziegel auf dem Weg zur Marktreife – Pilotlinie am Fraunhofer ISE gestartet
Im Rahmen des EU-geförderten Forschungsprojekts „SPHINX“ hat das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (Fraunhofer ISE) eine industrielle Pilotlinie für gebäudeintegrierte Photovoltaik (BIPV) auf Basis der sogenannten Matrix-Schindeltechnologie aufgebaut. In der flexiblen Fertigungsumgebung des Module-TEC in Freiburg beim Fraunhofer ISE werden gemeinsam mit dem Schweizer Unternehmen Freesuns im Pilotmaßstab erste Kleinserien der neu entwickelten PV-Dachziegel hergestellt. Bislang wurden 800 Module produziert – insgesamt sind 4.000 Stück vorgesehen. Erste Installationen auf Bestandsgebäuden in der Schweiz laufen bereits.

Die innovativen Dachziegel basieren auf einem Glas-Glas-Modul mit hocheffizienten TOPCon-Zellen, die in überlappender Schindelstruktur verschaltet und im Matrixmuster versetzt angeordnet sind. Diese spezielle Architektur erlaubt laut Fraunhofer ISE eine vollständige Ausnutzung der Modulfläche, verbessert die Verschattungstoleranz und macht die Module insgesamt circa 4 Prozent (relativ) effizienter im Vergleich zu herkömmlichen Halbzellenmodulen mit Drahtverschaltung.

Interessierte Fachbesucher können sich vom 7. bis 9. Mai auf der Smarter E Europe / Intersolar in München am Stand des Fraunhofer ISE (Halle A1) über die neuen solaren Dachziegelprodukt informieren.

Mehr Leistung, bessere Integration – Fokus auf Bauten mit besonderen Anforderungen
„Matrix-Schindelmodule sind prädestiniert für integrierte Anwendungen, insbesondere in Gebäudefassaden und wie hier als PV-Dachziegel auf Dächern“, hebt Torsten Rößler, Projektleiter am Fraunhofer ISE wichtige Vorteile des neuen Produktes hervor. Gerade dort komme es auf maximale Flächenausnutzung und eine ansprechende Ästhetik an, so Rößler weiter.

Hinzu kommt laut Fraunhofer ISE eine hohe Verschattungstoleranz der Schindelmodule: Dank der Matrixverschaltung können verschattete Bereiche elektrisch umflossen werden – mit teils doppelter Leistungsabgabe gegenüber konventionellen Modularchitekturen.

Freesuns-CTO John Morello hebt die Bedeutung der flexiblen Produktion in der Pilotphase hervor: „Indem die ersten Freesuns Matrix-Schindel-Dachziegel erst einmal im Module-TEC des Fraunhofer ISE hergestellt werden, können wir gemeinsam an der Produktionsentwicklung arbeiten und den großen Vorteil der Matrix-Technologie demonstrieren.“ Bei der farblichen Umsetzung sind verschiedene Varianten möglich. „Unser Fokus liegt bei dieser Produktentwicklung auf Anwendungen für Bestandsbauten und insbesondere denkmalgeschützte Gebäude“, so Morello weiter.

Über das SPHINX-Projekt
Im Projekt „SPHINX“ (Sustainable Photovoltaics Integration in buildings and Infrastructure for multiple applications) hat sich ein Konsortium aus europäischen PV-Herstellern und Forschungseinrichtungen zum Ziel gesetzt, kostengünstige, schnell einsetzbare gebäudeintegrierte Photovoltaik-Elemente (BIPV) mithilfe der innovativen Matrix-Schindeltechnologie zu entwickeln. Diese modularen, vorgefertigten Elemente werden in Größe und Funktionalität variieren, als Leichtbauelemente, halbtransparente Lösungen oder PV-Ziegel.

Die Pilot-Produktionslinie im Module-TEC des Fraunhofer ISE kann durch seine flexible Konfiguration die unterschiedlichen Prototypen umsetzen und erste Kleinserien industrienah fertigen. Gefördert wird das Projekt durch die Europäische Union.