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17.11.2016 | Fassade | Im Fokus | Onlineartikel

Photovoltaik im Carbonbeton

Autor:
Christoph Berger

Das Fraunhofer-Center für Silizium-Photovoltaik CSP will sich die Vorteile von Carbonbeton zunutze machen. Drei Wege werden erforscht, wie sich Solarzellen in den neuen Baustoff integrieren lassen.

Solarmodule werden direkt in Betonbauteile mit entsprechenden Aussparungen eingegossen, die Solarmodule werden auf die Betonplatten laminiert oder geklebt oder die Solarmodule werden mit Druckknöpfen, Schrauben oder anderen Befestigungsmethoden auf dem Beton angebracht.

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2016 | OriginalPaper | Buchkapitel

Technologien

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Dies sind die drei Möglichkeiten, die das Fraunhofer CSP im Rahmen des Teilprojekts C3PV von C³ - Carbon Concrete Composite näher untersucht hat. Ziel der Forschungen ist es, zu erfahren, ob sich Solarzellen auf den Fassadenelementen aus Carbonbeton aufbringen lassen, wie man sie elektrisch verschalten kann und wie sie am besten gestaltet sein sollten, um einen optimalen Stromertrag zu erreichen.

Hauswände werden zu Solarkraftwerken

Dabei konnte bereits nachgewiesen werden, dass alle drei Möglichkeiten technisch machbar sind, optisch ansprechende Lösungen zulassen und beispielsweise auch die Anforderungen hinsichtlich der Tragkraft erfüllen.

Außerdem wurde gezeigt, dass der Stromertrag steigt, wenn die Fassaden nicht plan sind. So lässt sich durch Neigen, Kippen, Wölbungen oder eine Facetten-Optik die für Photovoltaik nutzbare Fläche vergrößern. Im Kapitel "Technologien dezentraler Stromerzeugung" des Springer-Fachbuchs "Verteilernetze auf dem Weg zum Flächenkraftwerk" heißt es dazu: "Die Neigung und die Ausrichtung der Empfängerfläche beeinflusst die Höhe und den zeitlichen Verlauf der solaren Einstrahlung E." Detailliert wird auf die "Solartechnologie" im Kapitel "Technologien" des selben Buchs eingegangen.

Filigran, stabil und frei formbar

Im städtischen Umfeld, in dem es zu Teilverschattungen kommen kann oder andere Gebäude Sonnenlicht reflektieren, sind nach Aussage von Prof. Jens Schneider, Leiter der Gruppe Modultechnologie am Fraunhofer CSP, deshalb kleinere und biegbare Solarmodule gefragt. Mit ihrem Einsatz könnten Häuserwände zu kleinen Solarkraftwerken werden.

Die Wissenschaftler machen sich dabei die Eigenschaften von Carbonbeton zunutze. Dabei handelt es sich um einen Verbundwerkstoff aus Hochleistungsbeton und Carbon, in dem – im Vergleich mit Stahlbeton – der Stahl durch Carbon ersetzt wird. Da Carbon nicht rostet, kann auf die dicke Schutzschicht aus Beton verzichtet werden. So kann dünnwandiger gebaut werden. Und flexibler: Carbonbeton ist filigran, stabil sowie frei formbar. Und in ihn lassen sich erneuerbare Energien integrieren.

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