Mehr Licht ins Modul

Kategorie: 02 / 2008, Forschung & Entwicklung Heinz Wraneschitz

Antireflex: Um die Energieausbeute der Module zu erhöhen, feilen die Spezialisten an immer neuen Ideen, um die Schutzgläser zu entspiegeln. Weil jedes Milliwatt zählt, finden diese Neuheiten schnell den Weg in den Markt.

Beschichtete Module reflektieren weniger Licht und bieten Schmutz oder Wasser keinen Halt.
Foto: Centrosolar

Centrosolar-Entwicklungschef Thomas Hofmann zeigt, anhand einer Materialprobe, wie Wasser von beschichtetem Glas abperlt.
Foto: Heinz Wraneschitz

Anspruchsvolle Ziele: Sechs Prozent mehr Energieausbeute verspricht beispielsweise Centrosolar Glass, wenn Solarmodule oder Sonnenkollektoren mit dem neuen Solarglas Hit montiert werden. Das Glas setzt die Reflexion der Sonnenstrahlen deutlich herab, dadurch dringt mehr Energie in die solaraktiven Schichten des Moduls. Dafür erhielt das Unternehmen im Dezember den Solarpreis der Stadt Fürth.

Centrosolar beliefert nicht nur die eigenen Partnerfirmen im Centrotec-Konzern, also beispielsweise Wolf (Kollektoren) oder Ubbink (Module). Eine ganze Reihe internationaler Solarhersteller setzt auf die neuen Gläser. „Mit zehn Kunden erwirtschaften wir 70 Prozent unseres Umsatzes, davon 57 Prozent im Ausland“, rechnet Geschäftsführer Ralf Ballasch vor. „Wie beliefern BP Solar, Photowatt, Kyo cera, Total, Scheuten und Viessmann.“ Gläser für Kollektoren machen rund 15 Prozent der Fertigung aus. Vier Fünftel sind für Solarmodule bestimmt. Die Fertigung läuft sechseinhalb Tage pro Woche im Dreischichtbetrieb, die restlichen Stunden wird geputzt. Drei Millionen Quadratmeter Spezialglas verließen 2006 das Werk. 2007 sollen es laut Geschäftsplan vier Millionen werden. 180 Mitarbeiter sind damit beschäftigt.

 

Sechs Prozent weniger Reflexion

Das Geheimnis des Erfolgs steckt – wie so oft in der Photovoltaik – in der Beschichtung der Gläser. Sie wurde von mehreren Forscherteams entwickelt, darunter auch Wissenschaftler des Fraunhofer Instituts für solare Energiesysteme in Freiburg. Das Rohmaterial wird von einem Hersteller für Nanomaterialien in Hessen bezogen. „Wir nutzen eine 150 Nanometer dünne, poröse Siliziumdioxidschicht“, erläutert Thomas Hofmann, Entwicklungschef bei Centrosolar in Fürth. Sie wird in einem Tauchbad auf das Floatglas aufgebracht, auf 640 Grad Celsius erhitzt und schlagartig abgeschreckt. Ein Geheimnis verrät Hofmann jedoch nicht: Wie es gelingt, die Beschichtung nur auf einer Glasseite aufzubringen.

Durch die Beschichtung wird die Reflexion von acht auf zwei Prozent gedrückt, und zwar zeitlich unbegrenzt: Die Langlebigkeit sei nachgewiesen, sagt Laborchef Hofmann: „Der Trick bleibt unsichtbar, doch die Wirkung ist verblüffend.“ Neben der Antireflexschicht ergibt das Verfahren eine hydrophile Oberfläche: Auftreffendes Wasser verteilt sich großflächig auf der Glasplatte. Schmutz bleibt kaum noch haften. Auch an wasserabweisenden Glasschichten forscht sein Team, daran perlen die Tropfen ab.

Von der Natur abgekupfert

Den so genannten Lotuseffekt nutzt die Firma Purratio aus Neuhausen bei Stuttgart mit ihrer Signapur-Technik. Die asiatische Lotuspflanze hat ihre Blüten und Blätter im Lauf der Evolution mit einer derart ausgeklügelten Oberfläche ausgestattet, dass Wasser und andere Flüssigkeiten sie nicht benetzen können. Diese Form der Selbstreinigung ist auch bei Kapuzinerkresse, Kohl, Schilfrohr, Akelei, Tulpe, Frauenmantel und Banane bekannt. Die Beschichtung der Oberfläche bewirkt, dass sich die Adhäsionskräfte verringern. Dadurch klebt das Wasser nicht an, sondern formt mikroskopische Kugeln, die abperlen. 140 Firmen in ganz Europa nutzen bereits die neuartige Glasversiegelung: Duschverkleidungen setzen keinen Kalk an, Wintergärten bleiben durchsichtig, der Blick durch Schiffsfenster bleibt von Salzschichten ungetrübt. So wurden die Fenster der irischen Fischereiflotte schon 2003 auf diese Weise versiegelt. Die Beschichtung funktioniert heute noch.

Nun will Purratio auch den Lichtdurchgang von Photovoltaikmodulen verbessern. Die Solarglasversiegelung Signapur soll nach Angaben des Herstellers mindestens fünf Jahre halten. Der Lotuseffekt ihres Produktes bewirkt eine nur halb so große Schmutzanhaftung, steigert die Ausnutzung der Sonnenstrahlung, spart Leitungswasser, Reinigungsmittel, Mühe, Arbeit, Zeit und Geld. Auch diese Versiegelung besteht aus einer Siliziumverbindung, die auch nachträglich aufgebracht werden kann: Zunächst wird das Glas gereinigt. Dann wird Signapur aufgesprüht und verstrichen. Zum Schluss wird das Nanomaterial durch Kaltlicht mit der Glasoberfläche verbunden: Es geht eine chemische Verbindung ein.

Geringe Kosten

Gerade mal sieben Nanometer (sieben Tausendstel Millimeter) dick ist die verbleibende Schicht. Die Materialkosten liegen bei vier Euro je Quadratmeter bei kleineren Gebinden. Für die nachträgliche Versiegelung bietet Purratio komplette Systemkoffer einschließlich einer Kaltlichtlampe an.

Tests des Herstellers haben ergeben, dass sich die Lichtdurchlässigkeit der Gläser durch die Schmutz abweisende Schicht nicht verschlechtert. Einige namhafte Modulhersteller lassen derzeit erste Versuche damit laufen.

www.centrosolarglas.com

www.signapur.com


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