Das in Hongkong ansässige Start-up Xilia Group hat einen Verbundwerkstoffrahmen für Solarmodule auf den Markt gebracht, der im Vergleich zu herkömmlichen Aluminiumrahmen rund 25 Prozent weniger Gewicht und bis zu 30 Prozent geringere Kosten aufweist.
„Der Photovoltaik-Markt steht unter enormem Druck, und die gewohnheitsmäßige Verwendung von Aluminium durch die Hersteller verschärft diese Situation noch“, erklärte Unternehmensgründer René Moerman gegenüber pv magazine. „Durch die weitere Verwendung herkömmlicher Aluminiumrahmen folgt die Branche einer Gewohnheit, die eher zu einer Belastung geworden ist, anstatt mit Innovationen voranzugehen.“
Der neue Rahmen basiert auf TÜV-zertifiziertem glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK) und soll der Korrosion durch Salznebel und Ammoniak standhalten. Laut Nika Aliahmad, Vertriebsleiterin bei Xilia, ist das Material elektrisch isolierend, wodurch keine Erdungsvorrichtungen erforderlich sind und die spannungsbedingte Degradation (Potential-induced Degradation, PID) gemindert wird. Die Rahmen sind für Glas-Glas-, Glas-Folien- und Leichtbaumodule erhältlich.
Das verwendete glasfaserverstärkte Polyurethan (GF-PU) ist ein Verbundwerkstoff, bei dem Glasfasern in eine Polyurethanmatrix eingebettet sind. Die Produktion basiert auf einem Strangziehverfahren. Nach Angaben von Xilia ergaben Labortests eine hohe Oberflächen- und Volumenwiderstände, eine Kriechstromfestigkeit von 600 Volt und einen Grenzsauerstoffindex (Limiting Oxygen Index, LOI) von 56,7 – ein Indikator für schwere Entflammbarkeit.
Die strukturelle Konstruktion des Rahmens wird durch eine computergestützte mechanische Analyse (CAE) unterstützt. Unter simulierten Wind- und Schneelastbedingungen hielten die Rahmen den Angaben zufolge wiederholten Zyklen mit Belastungen von 5.400 Pascal Auflast und 2.400 Pascal Sog stand, wobei die Verformung in der Mitte des Moduls geringer war als bei vergleichbaren Aluminiumrahmen. Außerdem gibt Xilia an, dass der lineare Wärmeausdehnungskoeffizient des Materials dem von Glas sehr ähnlich ist, wodurch die thermomechanische Belastung des Modullaminats reduziert wird.
Nach Angaben des Unternehmens sind die Rahmen widerstandsfähig gegenüber feuchter Hitze (Damp heat), UV-Strahlung, Salznebel, Ammoniak und chemischer Korrosion einschließlich saurer und alkalischer Umgebungen. Die Beständigkeit der mechanischen Eigenschaften wurde unter Standards der IEC (International Electrotechnical Commission) und der ASTM (American Society for Testing and Materials) überprüft, so Xilia. Kombinierte UV- und Feuchtigkeitsalterungstests hätten keine signifikante Verringerung der Biegefestigkeit ergeben, was den Einsatz in Küstenregionen, landwirtschaftlichen, Wüsten- und Industrieumgebungen unterstützt.
Die Rahmen sind TÜV-zertifiziert und wurden auf Brandschutz, Korrosionsbeständigkeit, PID und mechanische Belastung getestet. Sie sind für den Vertrieb als nichtmetallisch klassifiziert und laut Hersteller für etablierte mechanische und chemische Recyclingverfahren für Verbundwerkstoffe konzipiert.
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Frage in die Runde:
ist GFK vergleichbar mit Composit?
Ansonsten sollte das eine feine Sache sein.
Jeder Verbundwerkstoff (Faser + Matrix) ist sogesehen ein „Composit“. In diesem Fall sind es Glasfasern + Kunststoff-Matrix. Die Fasern können aber jedes beliebige Material sein (Kohlenstofffasern, Basaltfasern, Metallfasern, etc.). Also ja, es handelt sich um ein Composit bzw. Verbundmaterial.
Ich stelle mir allerdings die Frage nach der Recyclingfähigkeit. Aluminiumrahmen sind ja sehr leicht zu recyclen (einschmelzen und neuen Rahmen gießen oder etwas anderes das annähernd die gleiche Legierung verwendet), während das bei GFK ja so ein Problem ist, abgesehen von thermischem Downcycling in Zementfabriken.
GFK steht für Glasfaser verstärkter Kunststoff. Composite bedeutet eigentlich nur eine Mischung. Aus welchen Material diese Mischung besteht, muss halt spezifiziert werden. Mauerwerk kann ja auch vieles bedeuten, obwohl es etwas ganz anderes ist als Ständerwerk.
@FrozenPie und Stefan,
Danke für die Aufklärung.
Für das „Recycling“ sollte sich doch in 2026 eine Lösung finden (?)
[Wer herstellen kann, sollte auch recyceln können 🤔] …