In seinem im Februar 2024 eröffneten Produktionslabor Module-TEC will das Fraunhofer ISE unter Realbedingungen die Umsetzung neuer Produktideen für Photovoltaik-Module vorantreiben. Eine dieser Ideen sind Photovoltaik-Dachziegel mit Matrix-Schindeltechnologie. Im Rahmen des Forschungsprojekts „Sphinx“ hat das Forschungsinstitut eine Pilotlinie implementiert, die es dem Schweizer Projektpartner Freesuns ermöglicht, seine im Projekt neu entwickelten Matrix-Schindel-Dachziegel im Pilotmaßstab zu fertigen. Die Photovoltaik-Dachziegel sind demnach 450 mal 510 Millimeter groß und bestehen aus einem Glas-Glas-Modul mit Topcon-Solarzellen, die in einer Schindel-Matrix verschaltet sind. Bei der farblichen Umsetzung seien verschiedene Varianten möglich.
Wie das Fraunhofer ISE ausführte, sind in der Schindeltechnologie die Solarzellstreifen mit elektrisch leitfähigen, bleifreien Klebstoffen zu Strings verbunden und überlappend angeordnet. Die so gefertigten Photovoltaik-Module sind demnach effizienter, da die Ströme der Solarzellenstreifen kleiner als bei Halbzellen-Modulen sind, die Busbars der Solarzellen mit aktiver Zellfläche überdeckt werden und keine Freiräume zwischen den Solarzellen eines Strings bleiben.
Bei dem vom Fraunhofer ISE entwickelten Matrix-Schindelkonzept würden die geschindelten Solarzellen zudem versetzt angeordnet. Das soll die vollständige, homogene Belegung der gesamten Modulfläche ermöglichen, so dass Matrix-Schindelmodule insgesamt circa vier Prozent (relativ) effizienter seien als herkömmlich Halbzellenmodule mit Drahtverschaltung. Außerdem zeichne sich die Matrix-Schindeltechnologie durch eine sehr hohe Toleranz gegenüber Teilverschattung aus: Der Strom könne wegen der Matrix-Anordnung die verschatteten Bereiche umfließen, sodass je nach vorliegender Teilverschattung die doppelte Leistung im Vergleich zu herkömmlich verschalteten Photovoltaik-Modulen generiert werden könne.
Freesuns will mit der industrienahen Fertigungslinie insgesamt 4000 Dachziegel mit Matrix-Schindeltechnologie herstellen. 800 Schindelmodule sind demnach bereits fertiggestellt und werden von dem Unternehmen aktuell für fünf Dachinstallationen für Bestandsgebäude in der Schweiz verwendet. Der Fokus liege bei dieser Produktentwicklung auf Anwendungen für Bestandsbauten und insbesondere für denkmalgeschützte Gebäude. Freesuns will im Module-TEC gemeinsam mit dem Fraunhofer ISE „an der Produktionsentwicklung arbeiten und den großen Vorteil der Matrix-Technologie demonstrieren“, so John Morello, Gründer und CTO des Unternehmens.
„Sphinx“ steht für „Sustainable Photovoltaics Integration in buildings and Infrastructure for multiple applications“. Bei dem Projekt hat sich ein Konsortium aus europäischen Photovoltaik-Herstellern und Forschungseinrichtungen das Ziel gesetzt, kostengünstige, schnell einsetzbare gebäudeintegrierte Photovoltaik-Elemente (BIPV) mithilfe der innovativen Matrix-Schindeltechnologie zu entwickeln. Die modularen, vorgefertigten Elemente sollen in Größe und Funktionalität variieren, als Leichtbau, halbtransparent und als Photovoltaik-Ziegel. Die Pilot-Produktionslinie im Module-TEC des Fraunhofer ISE soll dank ihrer flexiblen Konfiguration die unterschiedlichen Prototypen umsetzen und erste Kleinserien industrienah fertigen.
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Sehr schöne Entwicklung. Immerhin forscht man in Europa noch an der Zukunft von PV. Solche Schindeln werden die Zukunft in der urbanen Umgebung sein. Spätestens in 10 Jahren beginnt der Rückbau der Profan-Module aus China in Deutschland, und zwar zugunsten eines Solarschindeldachs.Die alten XL-Module werden dann Richtung Erdäquator verlagert , wo Sie noch 20 Jahre ihren Dienst tun.
Das Photovoltaikstrom – Zeitalter hat gerade erst begonnen, und wird noch viele begeistern.