Solarfenster, auch Solarglasfenster genannt, fungieren als Fenster und erzeugen gleichzeitig Strom aus der Sonne. Das Potenzial für Solarfenster ist riesig. Sie können für ganze Wolkenkratzer verwendet werden oder um die Fähigkeit eines Hauses zur Erzeugung von Solarenergie zu erhöhen.
Solarfenster sind eines der neuesten Interessengebiete auf dem Markt für integrierte Solarphotovoltaik (BIPV). BIPV verdankt seinen Namen der Tatsache, dass die Photovoltaikkomponente konstruktionsbedingt in die Gestaltung des Gebäudes selbst integriert werden soll. Stellen Sie sich BIPV als Tesla-Solarschindeln im Vergleich zu Tesla-Solarmodulen vor, die nicht Teil Ihres Daches sind, sondern oben auf Ihrem Dach angebracht werden.
Solarfenster als nachhaltige Energiequelle zum Einbau in Ihr Haus oder Ihre Geschäftsräume sind leider noch nicht käuflich zu erwerben.
In diesem Artikel diskutieren wir die verschiedenen Prototypen, die derzeit getestet werden, wie sie funktionieren und welche Vorteile sie gegenüber herkömmlichen Photovoltaik (PV)-Modulen haben.
Wie funktionieren Solarfenster?
Es gibt verschiedene Möglichkeiten, wie Solarfenster funktionieren können. Was Solarfenster von herkömmlichen Solarmodulen unterscheidet, ist die Tatsache, dass sie alle Arten von Lichtstrahlen absorbieren sollen, einschließlich ultravioletter Strahlen (UV), die PV-Module nicht absorbieren können.
Da Solarfenster UV-Licht absorbieren können, könnten sie ein ganzes Gebäude vom Boden bis zur Decke in einem Winkel verkleiden, der mit herkömmlichen Solarmodulen nicht möglich wäre. Solarfenster können auf verschiedene Weise funktionieren, durch Quantenpunkte aus halbleitendem Material, das die Energie der Sonne absorbiert, oder durch einen lumineszierenden Solarkonzentrator, beispielsweise durch lumineszierende Partikel in Lebensmitteln.
Im Wesentlichen absorbieren diese beiden Methoden unterschiedliche Wellenlängen des Lichts und bewegen das Licht im Panel zu einer Solarzelle, wo es dann in Energie umgewandelt werden kann.
Solarfenster sind im Allgemeinen eine neue Technologie, die erst in den letzten 10 Jahren getestet wurde. Da sie relativ neu sind, sind sie noch nicht weit verbreitet. Aber es gibt einige Unternehmen, die daran arbeiten, Solarfenster herzustellen, die für die meisten Gebäudetypen verwendet werden können.
Welche Unternehmen stellen Solarfenster her, können Sie diese kaufen?
Es gibt einige Unternehmen, die Solarfenster erforschen und bauen, darunter Ubiquitous Energy und Physee Power.
Die Forschung von Ubiquitous Energy begann 2010 am MIT und an der Michigan State University und zog schließlich nach Redwood City, Kalifornien, um ihr Produkt weiterzuentwickeln. Dies führte zur Erfindung einer transparenten Solarzellenbeschichtung, einer Art Quantenpunkt-Halbleiter, die in Standardfenster integriert werden kann.
Das Ziel ist eine Beschichtung, die auf vorhandene Fenster aufgetragen werden kann, was die Installationszeit verkürzen würde. Die Beschichtung absorbiert dann UV- und Infrarotlicht und nutzt diese Energie zur Stromerzeugung. Ihr erster Fensterprototyp wurde 2016 hergestellt und wird nun während der ersten Installation ihrer transparenten Solarfenster getestet.
In den Niederlanden entwickelt Physee seine Power+ Fensterbeschichtungstechnologie. Wie bei Ubiquitous Energy arbeitet Physee an einer Beschichtung, die beim Durchdringen von Fenstern Energie aus UV- und Infrarotlicht erzeugen kann, die derzeit nicht ausreichend genutzt wird. Ihre erste Prototypinstallation, PowerWindow, wurde 2017 einer niederländischen Bank hinzugefügt.
Beide Unternehmen streben danach, die Transparenz von Glas beizubehalten, um sichtbares Licht durchzulassen, während Fenster zu einer neuen Energiequelle werden. Ab sofort können Sie die halbtransparente Beschichtung von beiden Unternehmen nicht kaufen, um sie an den Fenstern Ihres Hauses anzubringen. Obwohl sich diese noch im Prototypenstadium befinden, sind die potenziellen zukünftigen Auswirkungen sehr spannend.
Welche anderen Solarfenster werden untersucht?
Solarfenster sind ein geschäftiges Forschungsgebiet mit Spezialisten, die vom National Renewable Energy Laboratory (NREL) bis hin zu Universitäten und Studenten reichen. Forscher untersuchen die Fähigkeit, Lebensmittelabfälle zur Absorption von UV-Licht für Perowskit-Solarzellen zu verwenden. Diese neuen Technologien unterscheiden sich von einer Beschichtung, die auf Fenster aufgebracht werden kann, da sie in das Glas selbst eingebaut sind.
AuREUS, das neue Forschungs-Startup, verwendet lumineszierende Partikel aus Lebensmittelabfällen, um ein Panel herzustellen, das UV-Licht absorbiert, oder eine Art lumineszierender Solarkonzentrator. Auch diese Panels befinden sich noch in der Forschungsphase, haben aber das Potenzial, Lebensmittelabfälle zu reduzieren und aus UV-Licht Strom zu erzeugen.
Obwohl immer noch erforscht, sind Perowskit-Solarzellen fast kommerziell erhältlich. Was Perowskit-Materialien von herkömmlichen Photovoltaikzellen unterscheidet, ist die Tatsache, dass sie es sein könnenn wird in Verbindung mit einem anderen absorbierenden Material wie kristallinem Silizium verwendet, um noch mehr Energie zu erzeugen, als jedes Material alleine erzeugen kann.
Die Hoffnung besteht darin, dass Perowskit-Zellen, sobald sie kommerziell rentabel entwickelt sind, in andere Materialien wie Glas eingebaut werden können. Aber im Moment halten sowohl Perowskit als auch AeREUS die Forscher damit beschäftigt, an einem Durchbruch zu arbeiten.
Warum Solarfenster einem herkömmlichen Schiebedach vorziehen?
Solarfenster haben gegenüber herkömmlichen Solarmodulen den Vorteil, dass sie dort installiert werden können, wo normalerweise Fenster hinkommen würden; an der Seite von Gebäuden. Diese Unterscheidung ist wichtig, weil sie das UV- oder Infrarotlicht absorbieren können, das von Oberflächen reflektiert wird und aus allen Richtungen auf die Fenster trifft. Das bedeutet, dass Solarfenster nicht zur Sonne gedreht werden müssen, um die energetisierenden Strahlen einzufangen.
Dies wird die Solarenergie revolutionieren, da ein ganzes Gebäude, vom Dach bis zu den Fenstern, täglich betrieben werden kann, um das gesamte darauf fallende Licht einzufangen. Derzeit werden UV- und Infrarotlicht nicht von PV-Modulen absorbiert, obwohl Perowskit-Zellen ihnen diese Fähigkeit in Zukunft verleihen könnten.
Im Allgemeinen sind Solarfenster am sinnvollsten für Wolkenkratzer oder größere Gebäude oder als Ergänzung zu Ihren Solarmodulen zu Hause. Da die Solarfenstertechnologie höchstwahrscheinlich weniger energieeffizient ist als Solarmodule, da sie Strom aus etwa 10 % des Sonnenlichts im Vergleich zu 20 % eines Solarmoduls erzeugen, ist sie möglicherweise nicht effizient genug, um Ihr gesamtes Haus mit Strom zu versorgen.
Die Zukunft der Solarfenster
Solarfenster bieten so viel Potenzial, dass sie ganze Gebäude in energieerzeugende Einheiten verwandeln können. Man darf gespannt sein, wohin die Prototypen und die Forschung in den nächsten Jahren führen werden und ob wir jemals Solarfenster oder Solarfensterbeschichtungen in großem Maßstab produzieren können.
Im Moment sind traditionelle PV-Solarmodule auf dem Dach die beste Option, um Sonnenenergie zu nutzen. Um das Sonnenlicht zu nutzen und Geld bei Ihrer Stromrechnung zu sparen, wenden Sie sich an einen Installateur vor Ort, um die Kosten für Solarenergie in Ihrer Nähe zu erfahren. Bis Solarfenster zum Verkauf stehen, ist das Hinzufügen von Solarmodulen auf Ihrem Dach für Hausbesitzer, die an sauberer Energie interessiert sind, sinnvoller.