Photovoltaik-Fenster und Solaranlage für die Fensterbank: Das gibt’s

Photovoltaik-Fenster, PV-Fensterfolien und Solaranlagen für die Fensterbank sollen ermöglichen, auch auf kleiner Fläche grünen Strom zu erzeugen. Was genau hinter den einzelnen Modellen steckt, erfährst du hier.

Wer sich autark mit Strom versorgen möchte und seinen Teil zur Energiewende beitragen möchte, hat seit längerer Zeit die Möglichkeit, Solarzellen auf dem eigenen Dach anzubringen. Doch nicht alle Menschen leben in Häusern und können diese Option nutzen. Mittlerweile forschen zahlreiche Wissenschaftler:innen an alternativen Lösungen, mit denen Personen auch auf kleinerem Raum zumindest kleine Mengen an Solarenergie in Strom umwandeln können. Dazu gehören bislang Photovoltaik-Fenster, die transparente Solarzellen enthalten, Photovoltaik-Fensterfolie, die du einfach auf deine Fenster aufkleben kannst, und Mini-Solaranlagen für die Fensterbank.

Photovoltaik-Fenster: So funktionieren sie

Die ersten bedeutsamen Forschungen zu Photovoltaik-Fenstern führten Wissenschaftler:innen der Universität Leipzig und der Michigan State University bereits 2017 durch. Die Idee der Forschenden war es, die Sonnenenergie, die regelmäßig auf Glasfenster trifft, zur Stromerzeugung zu nutzen und so Fensterflächen besser auszunutzen. Dafür braucht es jedoch zunächst einmal transparente Solarzellen. 

Während die Forschungen aus Leipzig irgendwann im Sande verliefen, war das US-amerikanische Forschungsteam erfolgreicher. Denn die Innovation hat es in den USA bereits auf den Markt geschafft. So hat sich im Silicon Valley das Start-up ubiquitous Energy gegründet. Laut eigenen Angaben hat das Unternehmen bereits Photovoltaik-Fenster auf einer Fläche von 100 Quadratmetern am eigenen Firmengebäude angebracht.

Die Photovoltaik-Fenster aus den USA sind dabei mit organischen Salzmolekülen beschichtet. Diese fangen das Sonnenlicht auf. Solarzellen-Streifen am Rand der Beschichtung wandeln das Licht in Strom um. Die PV-Fenster erreichen dabei einen Wirkungsgrad von etwa zehn Prozent. Im Vergleich: Herkömmliche PV-Module haben einen Wirkungsgrad von bis zu 22 Prozent.

Einem Forschungsteam aus Südkorea ist es laut einer Publikation aus dem Jahr 2019 sogar gelungen, PV-Fenster mit einem höheren Wirkungsgrad zu entwickeln. Sie nutzen dafür Silizium-Solarzellen, die eigentlich schwarz gefärbt sind. Um sie transparent zu machen, stanzten die Wissenschaftler:innen zahlreiche Löcher in die Solarmodule. Jedes Loch hat dabei einen Durchmesser von 100 Mikrometern. Die Löcher sind so gestanzt, dass sie für das menschliche Auge nicht sichtbar sind. Es handelt sich also gewissermaßen um eine optische Täuschung. Die durchlöcherte Solarzelle ist so am Ende für uns scheinbar transparent und hat einen Wirkungsgrad von 12,2 Prozent.

Die Forschungen stimmen also zuversichtlich. Kaufen kannst du Photovoltaik-Fenster für den Privatgebrauch bislang jedoch noch nicht. Auch wie viel die PV-Fenster für Privatpersonen kosten würden, ist bislang noch unklar.

Photovoltaik-Fensterfolie: Aufkleben und Strom erzeugen

Noch praktischer als Photovoltaik-Fenster wäre eine dünne Folie, die du einfach nach Belieben auf Fensterflächen aufkleben kannst. Eine solche Photovoltaik-Fensterfolie stellt das Dresdner Unternehmen Heliatek her. Die Folie kannst du nicht nur auf Fenster, sondern auf verschiedene Arten von Oberflächen aufkleben. Die Solarfolie ist jedoch nicht transparent. Laut dem MDR plant Heliatek für die Zukunft jedoch auch durchsichtige Photovoltaik-Fensterfolien.

Die Solarfolie ist bereits mit einem Kleber und allen notwendigen Anschlüssen ausgestattet. Heliatek zufolge sollte die Installation jedoch durch autorisierte Fachkräfte erfolgen. Da die Folie bislang nicht durchsichtig ist, eignet sie sich vor allem für Dächer, Fassaden, aber auch Glaselemente, wie zum Beispiel Verblendungen oder Vordächer.

Der taz zufolge nutzt Heliatek organische Materialien, um das Sonnenlicht in Strom umzuwandeln. Nicht-organische Solarzellen bestehen hingegen in der Regel aus Silizium, Blei und enthalten teilweise Schadstoffe. Da die Heliatek-Folien ganz ohne Seltene Erden auskommen, haben sie laut dem Unternehmen einen deutlich besseren CO2-Fußabdruck als herkömmliche Solarzellen.

Aktuell liegt der Wirkungsgrad der Folie laut Hersteller bei acht Prozent. Das Unternehmen arbeitet daran, den Wirkungsgrad zukünftig noch zu steigern.

Wann die Solarfolien auch für Privatpersonen erhältlich sind und wie viele Kosten du pro Folie einplanen solltest, ist bislang noch unklar. Für weitere Informationen kannst du dich mithilfe eines Kontaktformulars auf der Webseite direkt an Heliatek wenden.

PV-Fenster und -Folie: Sinnvoll für die Energiewende?

Ob Photovoltaik-Fenster und -Solarfolien tatsächlich einen wesentlichen Beitrag zur Energiewende leisten könnten, ist aktuell noch ein kontrovers diskutiertes Thema. Transparente Solarzellen liegen im Wirkungsgrad schließlich teilweise zehn Prozent unter herkömmlichen schwarzen Solarmodulen. Laut dem Experimentalphysiker Marius Grundmann sind herkömmliche Solarmodule deshalb aktuell die günstigere Wahl, um maßgeblich zur Energiewende beizutragen.

Den Wissenschaftler:innen aus Michigan zufolge kommt es hingegen auf die Masse an. Zu dieser These gibt es bereits eine Publikation aus dem Jahr 2017. Nach den dort aufgeführten Analysen gibt es in den USA etwa sieben Milliarden Quadratmeter Glasoberfläche. Würde man diese vollständig in PV-Fenster umwandeln, könnte man damit bereits 40 Prozent des US-amerikanischen Strombedarfs decken. Somit trägt jedes PV-Fenster und jede angebracht Folie immerhin im kleinen Rahmen zur Energiewende bei.

Laut dem MDR bringen PV-Fenster und Solarfolien jedoch für Nutzer:innen noch ein anderes Problem mit sich. Durch den niedrigen Wirkungsgrad machen sie in vielen Fällen für Privatpersonen ökonomisch wenig Sinn. Schließlich wollen viele Menschen PV-Anlagen auch nutzen, um Stromkosten einzusparen. Um dies gewährleisten zu können, müssten die Solar-Innovationen in Zukunft noch leistungsfähiger werden.

Solaranlagen für die Fensterbank: Mini-PV-Anlagen

Um vom eigenen Balkon aus Ökostrom zu gewinnen, kannst du auf Mini-Photovoltaik-Anlagen zurückgreifen. Dabei handelt es sich um Stecker-Solargeräte, die du einfach mit einem normalen Stecker an deine Steckdose anschließen kannst. Wie auch herkömmliche PV-Anlagen auf dem Dach wandeln sie Sonnenenergie in Gleichstrom um. Durch einen Wechseltrichter kann die Energie dann direkt ins hauseigenen Stromnetz eingespeist werden. Mehr dazu erfährst du in diesen Artikeln: Mini-Photovoltaik: So funktioniert die kleine Solaranlage und Solaranlage am Balkon: Wann es sich lohnen kann und was du beachten solltest

Du hast keinen Balkon, sondern nur eine kleine Fensterbank zur Verfügung? Dann solltest du auf noch kleinere, transportierbare Solarmodule zurückgreifen. Diese kannst du einfach zusammenklappen und je nach Bedarf und Sonneneinstrahlung an unterschiedlichen Orten aufstellen. So auch auf deiner Fensterbank. Transportierbare Solarmodule gibt es in unterschiedlichen Größen. Je nach Größe generieren sie dabei zwischen 100 und 300 Watt. Das reicht aus, um zum Beispiel Smartphones aufzuladen oder Laptops zu betreiben.

Laut der Deutschen Welle bekommst du kleine Solaranlagen für unterwegs bereits ab 30 Euro. Etwas größere Modelle können sich auf mehrere hundert Euro belaufen. Du kannst mit den Solaranlagen zwar etwas Strom einsparen, sie tragen jedoch nicht maßgeblich zum täglichen Strombedarf bei. PV-Anlagen für den Balkon können da schon etwas mehr Energie bis zu 600 Watt produzieren. Bevor du diese installierst, musst du dich jedoch mit deiner Vermieterin oder deinem Vermieter in Verbindung setzen. Das ist bei kleinen, transportierbaren Solaranlagen nicht der Fall.

Tipp: Mittlerweile werden auch Balkonkraftwerke als Refurbished-Produkte angeboten. Dabei werden die Mini-Solaranlagen aus ausgemusterten Solarpanels hergestellt, die wegen optischer Mängel nicht mehr in den regulären Verkauf kommen. Das Startup Panelretter aus Franken bietet beispielsweise betriebsfertige Balkonkraftwerke mit solchen Paneelen an.

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