pv magazine highlight top innovation für glasfreie Solarmodule von Sunman

Es ist noch kalt draußen, als die Module auf das Dach der Stadthalle Waldkirch installiert werden. Von Weitem sehen sie aus wie normale Module, doch wer genau hinschaut, wird etwas Neues erkennen. Die 245-Kilowatt-Anlage ist mit glasfreien kristallinen Solarmodulen der Marke „eArche“ vom chinesischen Hersteller Sunman ausgestattet, welche im Detail etwas anders aussehen als herkömmliche Produkte. Statt Glas verwendet Sunman glasfaserverstärkten Kunststoff, wodurch die Solarmodule im Idealfall weniger als vier Kilogramm pro Quadratmeter zusätzliche Last aufs Dach bringen. Glas-Folien-Module wiegen über 13 Kilogramm pro Quadratmeter.

Mit diesen Modulen mit Spezialrahmen, die verklebt werden, lassen sich im Prinzip Solaranlagen auf vielen Dächern installieren, die das Gewicht der heutigen Standardmodule nicht tragen können. Daher zeichnet es die Jury als „pv magazine highlight top innovation“ aus.

Beim ersten Projekt in Deutschland kamen noch nicht die ultraleichten flexiblen Module zum Einsatz, die verklebt werden, sondern eine Variante mit klassischem Alurahmen, die 4,5 Kilogramm pro Quadratmeter wiegt und damit immer noch deutliche Gewichtsvorteile gegenüber den kristallinen Standardmodulen aufweist. „Im Falle der Stadtwerke Waldkirch konnte nicht geklebt werden, da es sich um ein Titanzinkdach handelt“, sagt Matthias Schoft, Vertreter von Sunman in Europa.

In Europa sieht Sunman drei potenzielle Anwendungsfelder für seine glasfreien Solarmodule. „Die erste Hauptrichtung sind BIPV-Anwendungen, also sowohl die Nachrüstung auf Dächern, bei der Gewichtsprobleme bei herkömmlichen Modulen bestehen, sowie in Fassaden“, sagt Schoft. Der zweite Sektor sei, die Module als energieerzeugende Baumaterialen zu etablieren, etwa als Sandwichelemente, Dachziegel oder als Dachelemente, die die eArche-Module als äußere Schale verwendeten. Den dritten Einsatzbereich sieht Schoft in mobilen Anwendungen wie Elektrofahrzeugen, Booten oder Caravans.

In der Schweiz, Asien, Australien und den USA hat Sunman sein Modul nach eigenen Angaben schon erfolgreich auf den Markt gebracht. Auch Deutschland scheint auf eine solche Lösung gewartet zu haben, zumindest wenn man die Klickzahlen auf unserer Seite zur Markteinführung des Moduls als Maßstab nimmt. Beim Preis der glasfaserverstärkten Solarmodule hält sich Schoft bedeckt. Er sagt, dass Anlagen zwischen 50 und 200 Kilowatt für Kosten um die 1.000 Euro pro Kilowattpeak darstellbar seien. Damit wären Anlagen mit diesen Modulen etwas teurer als heutige Standardanlagen. Bei hohen Eigenverbrauchsquoten sollte das aber darstellbar sein.

Dabei sei bei den glasfaserverstärkten Solarmodulen auch mit leicht höheren Erträgen als bei Glas-Glas-Modulen zu rechnen – aufgrund des fehlenden Glases auf der Vorderseite, wie Schoft erklärt. Der geflashte Wirkungsgrad liege bei rund 18 Prozent, wobei beliebige Zellen verwendet werden können, sodass es auch Module mit höherer Leistung geben kann.

Der Hersteller gibt eine Produktgarantie von zehn Jahren sowie eine Leistungsgarantie von 25 Jahren, wobei eine lineare Abnahme der Wirkungsgrade von 20 Prozent bis zum Ablauf angenommen wird. „Was wir festgestellt haben ist, dass die kritischen Teile bezüglich dieser Kriterien bei Standardmodulen nicht das Glas sind, sondern die verschiedenen Folien, wie EVA und Backsheet, welche die Zellen einbetten“, sagt Schoft.

„Durch das zusätzliche Einbringen der speziellen Verbundmaterialien werden diese kritischen Komponenten zusätzlich mechanisch und chemisch verbessert und damit die Solarzelle als der elektrisch aktive Teil komplett so eingekapselt, dass selbst eine Verbiegung des Moduls der Zelle keine Brüche zufügt.“ Zum Beweis präsentiert er ein Video. In einem Testlabor wird das flexible Sunman-Modul von zwei Mitarbeitern kräftig durchgewirbelt. Die anschließende Elektrolumineszenz-Messung bestätigt, die Zellen des Moduls sind noch heile.

Die Idee für solche Module ist nicht ganz neu. Schon früher versuchten sich Hersteller an der Technologie, doch in den Massenmarkt schafften sie es nicht. Dies könnte bei Sunman anders sein, wenn man sich den Gründer anschaut. Es handelt sich um Zhengrong Shi, der bereits vor vielen Jahren Suntech gründete. Die Technologie sei von einem erfahrenen Ingenieursteam um Shi in China entwickelt worden, sagt Schoft. Die Module werden in einem Komplex, der der Gründerfamilie gehört, in China produziert. Die momentane Jahreskapazität liegt Schoft zufolge bei rund 100 Megawatt, könnte aber auch schnell erhöht werden.

Zwei Punkte gibt es, die bei der Innovation kritisch diskutiert werden. Der eine ist die Frage, wann die Vergilbung des Kunststoffs einsetzt. Hier kann Schoft auf bereits erfolgte Tests im Labor verweisen. So hätten die Module einen 3.000-Stunden-Test in feuchter Hitze wie einen 1.500-Stunden-UVB-Test ohne große Vergilbung bestanden.

Das andere große Thema ist Recycling. Schoft sagt, er sehe kein Problem wegen des glasfaserverstärkten Kunststoffes. Es gebe genügend Firmen weltweit, die auf diesem Feld aktiv seien. Derzeit sucht Sunman nach einem geeigneten Partner, um ein 100-prozentiges Recycling und die Weiternutzung der Materialien sicherzustellen. Innerhalb des kommenden Jahres werde man eine entsprechende Partnerschaft verkünden. „In der Zeit bis dahin wird Sunman, sofern der unerwartete Fall eintreten wird, dass Module recycelt werden müssen, die Module zurücknehmen und an ein professionelles Unternehmen zum Recycling übergeben“, sagt Schoft.