Während Photovoltaik auf dem Dach längst Standard ist, schlummert an den riesigen vertikalen Außenwänden von Industriehallen ein riesiges, ungenutztes Potenzial. Ein Forschungsteam der HTWK Leipzig zeigt nun, wie eine innovative Kombination aus organischen Solarfolien und Luftkühlung diese grauen Flächen in hocheffiziente Kraftwerke für Strom und Wärme verwandelt.
Wer an Solarenergie denkt, hat meist glänzende Glasplatten auf dem Dach im Kopf. Doch gerade bei riesigen Industriehallen blieb ein gewaltiges Potenzial bisher oft ungenutzt: die Fassade. Das Problem? Herkömmliche Solarmodule sind schwer, starr und konkurrieren oft mit der Solarthermie um den begrenzten Platz. Forscher der Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur (HTWK) Leipzig haben dafür eine Lösung entwickelt, die zwei Fliegen mit einer Klappe schlägt.
Das „Zwei-in-Eins“-Prinzip: FiPVT
Das Projekt trägt den etwas sperrigen Namen FiPVT – das steht für „Fassadenintegrierte Photovoltaik-Thermie“. Das Prinzip dahinter ist jedoch genial einfach: Statt sich zwischen Strom (Photovoltaik) und Wärme (Thermie) entscheiden zu müssen, liefert das System beides gleichzeitig.
Das Herzstück sind flexible, organische Photovoltaikfolien (OPV). Im Gegensatz zu schweren Silizium-Modulen sind diese hauchdünn, federleicht und lassen sich wie ein Aufkleber auf bestehende Metallfassaden aufbringen. Das macht sie ideal für die Nachrüstung von Industriegebäuden, deren Statik oft keine schweren Dachlasten zulässt.
Kühle Folie, warme Luft
Doch die Leipziger Forscher gehen einen Schritt weiter. Unter den Solarfolien befindet sich ein System aus Luftkanälen. Während die Sonne auf die Fassade brennt und die Solarzellen Strom produzieren, erwärmt sich gleichzeitig die Luft in den Zwischenräumen. Ein kleiner Lüfter transportiert diese Wärme ab.
Das hat gleich zwei Vorteile:
- Effizienz-Boost: Solarzellen arbeiten effizienter, wenn sie gekühlt werden. Die vorbeiströmende Luft nimmt die überschüssige Hitze auf.
- Gratis-Heizung: Die so gewonnene Warmluft ist kein Abfallprodukt. Sie kann direkt genutzt werden, um die Halle zu heizen, Prozessluft für die Industrie vorzuwärmen oder eine Wärmepumpe im Winter zu unterstützen.
Ergebnisse aus der Praxis: 10 Grad mehr als die Umgebung
Die Theorie wurde bereits auf dem Dach des Nieper-Baus in Leipzig auf die Probe gestellt. Mit Erfolg: Die Messungen zeigten, dass die Luft im System an sonnigen Tagen bis zu zehn Grad wärmer wurde als die Umgebungsluft. Gleichzeitig lieferten die organischen Zellen eine stabile elektrische Leistung.
Besonders spannend für die Wirtschaftlichkeit: Das System nutzt Luft als Wärmeträger. Das ist zwar weniger speicherstark als Wasser, dafür aber viel wartungsärmer. Es gibt keine Gefahr von Frostschäden oder Leckagen. Das ist ein entscheidender Faktor für die Akzeptanz in der Industrie.
Warum das für uns alle wichtig ist
Die Dekarbonisierung der Industrie ist einer der größten Brocken der Energiewende. Fabrikhallen benötigen enorme Mengen an Strom und Wärme. Wenn wir es schaffen, die ohnehin vorhandenen Fassadenflächen als Energiequelle zu erschließen, sparen wir nicht nur CO₂ ein, sondern nutzen auch versiegelte Flächen doppelt, ohne zusätzliche Naturräume zu beanspruchen.
Das Projekt der HTWK Leipzig, das von der Elstatik-Stiftung gefördert wird, zeigt: Die Zukunft der Energieversorgung ist flexibel, leicht und multifunktional. Graue Gewerbegebiete könnten schon bald zu den grünsten Kraftwerken unserer Städte werden.
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Bild: HTWK Leipzig
