11.06.2024 | Pressemitteilung

Transparentes Solarfenster erzeugt Ökostrom

Die Entwicklung eines innovatives Fensterelements, das durch den Einsatz von Quantenpunkten gleichzeitig als Solarstromquelle dient – dies ist das Ziel der Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler im Fachgebiet Kunststofftechnik der Universität Kassel. Das Projekt „CoSoWin - Fenster mit integrierten Solarzellen basierend auf der Luminescent Solar Concentrator (LSC)-Technologie zur Energieversorgung“ startete im Jahr 2019, und nach einer Entwicklungszeit von fünf Jahren wurde ein Prototyp des Fensters nun in einer Wohnung von Vonovia in Kassel-Waldau eingebaut.

drei Männer vor einem Gebäude. — Henry Flade, Mitarbeiter der Firma Walter Fenster und Türen, Matthias Koch, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Werkstofftechnik der Universität Kassel, und Martin Schottek, Referent Klimaneutraler Gebäudebestand bei Vonovia, (v. li.) präsentieren den eingebauten Prototyp des neuen Solarfensters.

Die Besonderheit und gleichzeitig die Entwicklung des Fachgebiets Kunststofftechnik stellt eine funktionalisierte Folie dar: In die Folie werden so genannte Quantenpunkte integriert, die nur wenige Nanometer groß sind, aus einem Halbleitermaterial bestehen und Licht erzeugen können; sie fangen die Sonnenenergie ein. Anschließend wird die Strahlung rotverschoben wieder emittiert und teilweise im Glas festgehalten. Die eingeschlossene Strahlung wird am Fensterrand durch angebrachte Photovoltaik in elektrische Energie umgewandelt und kann dort verwendet werden.

Ein großer Vorteil ist außerdem die Transparenz dieser Technologie, da die Folie auf jedes beliebige Fenster aufgebracht werden kann, ohne die Optik der Fassade zu beeinträchtigen. Damit ist auch der Einsatz in Wohnhäusern möglich. Zudem kann dadurch Energie an Stellen gewonnen werden, die vorher nicht zugänglich waren.

Die Leistungsfähigkeit des im Rahmen des CoSoWin-Projekts entwickelten Systems wird nun in einer Wohnung der Firma Vonovia in Kassel evaluiert. So sollen Mieterinnen und Mieter künftig beispielsweise ihr Handy an einem USB-Anschluss laden können, der direkt vom Fenster mit Solarstrom versorgt wird.

Es handelt sich zunächst einmal um einen Prototypen. „Wir freuen uns, dass das von uns entwickelte Fenster nun eingebaut ist und unter realen Bedingungen erprobt und weiterentwickelt werden kann", erklärt Matthias Koch, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Werkstofftechnik, Fachgebiet Kunststofftechnik an der Universität Kassel.

„Wir erhoffen uns von dieser Technologie eine effektive Ergänzung bei unserem Ausbau von Photovoltaik-Anlagen", erklärt Martin Schottek, Referent Klimaneutraler Gebäudebestand bei Vonovia. „In der Testphase wird sich nun zeigen, ob Solarfenster einen weiteren Beitrag zur Energiewende und zur Reduzierung von CO2-Emissionen in unseren Quartieren leisten könnten.“

CoSoWin wurde durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz im Rahmen des 7. Energieforschungsprogramms der Bundesregierung gefördert. Neben Vonovia haben sich das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE, das Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP, die echnoform Glass Insulation Holding sowie Walter Fenster und Türen und xCave Technology an dem Projekt beteiligt.

Die Funktionenintegration in Werkstoffkomponenten, wie in diesem Projekt exemplarisch an einer Kunststofffolie vorgenommen, ist ein zentraler Forschungsbereich des Forschungsclusters BiTWerk – Biologische Transformation technischer Werkstoffe (www.uni-kassel.de/go/bitwerk).

Kontakt:

Matthias Koch
Universität Kassel
https://www.uni-kassel.de/maschinenbau/institute/werkstofftechnik/fachgebiete/kunststofftechnik/team/wm-matthias-koch