Innovationsradar Solarenergie

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Transparente Solarmodule: Sonnenschutz mit Stromerzeugung

Solarmodule bestehen aus Solarzellen, die mit Hilfe des Sonnenlichts sauberen Strom erzeugen. Normalerweise sind die Zellen so dicht angeordnet, dass sie die Fläche des Moduls vollkommen abdecken – ohne Zwischenräume. Auf diese Weise erzielt das Modul den maximalen Stromertrag.

  • Bild eines semitransparenten Solarmoduls mit Siliziumlamellen durch das hindurch man Menschen auf einer Messe sieht.Bild: Heiko Schwarzburger
  • Das Bild zeigt ein semitransparentes Modul mit organischen Solarzellen von Opvius auf einer Messe.Bild: Heiko Schwarzburger
  • Bild eines semitransparenten Solarmoduls mit Siliziumlamellen durch das hindurch man Menschen auf einer Messe sieht.Bild: Heiko Schwarzburger

Zwischenräume lassen Licht hindurch

So genannte transparente oder semitransparente Solarmodule ordnen die Solarzellen mit mehr oder weniger breiten Zwischenräumen an. Auf diese Weise wird ein Teil des Sonnenlichts nicht ausgenutzt, es geht – wie bei einer Fensterscheibe – durch das Modul hindurch. Solche Solarmodule schatten das hinter oder unter ihnen liegende Terrain nicht vollständig ab. Auf diese Weise kombinieren sie intelligenten Sonnenschutz mit Stromerzeugung. Solche transparenten Solarmodule nutzt man beispielsweise für optisch ansprechende Fassaden, Wintergärten, die solare Pergola oder Überdachungen für Terrassen.

Verschiedene Stufen der Transparenz

Bei den transparenten Solarmodulen sind verschiedene Stufen der Transparenz möglich – zwischen null Prozent (vollflächige Belegung mit Solarzellen) bis 100 Prozent (Fensterglas). Theoretisch lässt sich nach Wunsch der Kunden jede Tranparenz fertigen. Aus Kostengründen werden die Module meist mit gestufter Transparenz angeboten, beispielsweise 25 Prozent oder 40 Prozent. Es leuchtet ein: Je höher die Transparenz, desto weniger Licht wird in elektrischen Strom umgesetzt.

Zellen halten Abstand

Bei Solarmodulen mit kristallinen Solarzellen wird die Transparenz durch die Abstände der Zellen festgelegt. Je weniger Zellen auf der Fläche des Moduls verteilt sind, umso mehr Licht erreicht das Areal hinter dem Modul. Ein sinnvolles Verhältnis von Verschattung und Stromausbeute ergibt sich bei 15 bis 40 Prozent Transparenz. In der Regel reicht die dadurch erzeugte Verschattung im Sommer aus, um hinter den transparenten Modulen liegende Flure, Büroräume oder die Terrasse ausreichend vor der heißen Sonne zu schützen.

Eine andere Variante sind Solarmodule mit lamellenartigen Streifen aus Siliziumzellen. Bei ihnen entsteht nicht das typische Schattenmuster aus geometrischen Vierecken, sondern das Schattenbild einer Streifenjalousie. Allerdings sind solche Solarmodule dem Sonderbau zuzuordnen, weshalb sie teurer sind als kristalline Module mit Standardzellen.

Ornamentik von Licht und Schatten

Auch Solarmodule mit organischen Polymeren als solaraktive Substanz erlauben die Verschattung. Bei ihnen hängt die Transparenz vom Füllgrad und der Farbe der Polymere an – wenn sie die Modulfläche voll abdecken. Natürlich kann man organische Module auch so bauen, dass sich Flächen mit und ohne Polymer abwechseln. Auf diese Weise kann man die Schattenmuster sehr frei festlegen und eine eigene Ornamentik von Licht und Schatten erzeugen.

Schwerere Glas-Glas-Module

Prinzipiell sind semitransparente Module als Glas-Glas-Module ausgeführt, denn die Zellenmatrix liegt zwischen zwei Gläsern – egal ob kristalline oder organische Module. Anders als bei den Standardmodulen mit Rückseitenfolie haben sie auch auf der Rückseite eine transparente Glasplatte. Deshalb sind sie in der Regel schwerer als Glas-Folie-Module. Das ist bei der Statik der Unterkonstruktion zu beachten: Die stabile Unterkonstruktion kann aus Holz, Stahl oder Aluminium bestehen.

Allerdings sind Glas-Glas-Module langlebiger als die üblichen Glas-Folie-Module. Deshalb geben die Hersteller bis zu 30 Jahre Garantie. Und: Man kann sie auch in sehr großen Formaten herstellen.

Solare Fassade als Sonnenschutz

Transparente Module eignen sich überall dort, wo sich hinter oder unter den Solarmodulen genutzte Areale befinden. So können hinter eine Solarfassade Büroräume liegen, oder ein Treppenhaus. Im Sommer würden die großflächlig verglasten Fassaden überhitzen, zudem wäre der Aufwand für den Sonnenschutz sehr hoch. Durch vorgehängte, semitransparente Fassaden lässt sich ein Teil des Sonnenlichts für die Stromerzeugung nutzen, und die Räume bleiben angenehm temperiert. Durch den Grad der Transparenz lassen sich lichterfüllte Bereiche schaffen, die auch bei tiefer stehender Sonne im Winter gut ausgeleuchtet sind.

Hohe Sonnenstände abschirmen

Häufig angewendet werden die transparenten Solarmodule für Überdachungen, mit denen man vor allem sommerliche Sonnenstände abfangen will. Das kann die Pergola im Garten sein, der Wintergarten oder die Überdachung von Carports oder Terrassen.

Zunehmend entdeckt die Landwirtschaft diese Module, denn sie erlauben doppelten Ertrag: Sonnenstrom und Ernte von Früchten, die unter den Modulen – auf Freiland oder im Gewächshaus – angebaut werden. Die Verschattung durch die Solarmodule schont die Böden und reduziert die Austrocknung, weil ein Teil der Sonnenenergie für Sonnenstrom verwendet wird.

Spezielle Vorschriften beachten

Solche Überdachungen gelten als Überkopfverglasung. Sie sind entsprechend der technischen Normen (zum Beispiel DIN 18008) auszulegen und auszuführen. Diese Norm gilt auch für solare Fassaden, unabhängig, ob blickdichte oder semitransparente Module verbaut wurden.

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