TH K\u00f6ln entwickelt und analysiert neue Komponenten. Um den Ausbau Erneuerbarer Energien voranzutreiben, werden unter anderem Solarmodule ben\u00f6tigt. Deren Wiederverwertung ist jedoch sehr aufw\u00e4ndig, da wichtige Komponenten nur schwer zu recyceln oder zu reparieren sind. <\/p>\n\n\n\n
In einem neuen Forschungsprojekt hat die TH K\u00f6ln gemeinsam mit Partnern aus Industrie und Wissenschaft daran gearbeitet, diese Bauteile umweltfreundlicher und langlebiger zu gestalten. Zudem untersuchten die Wissenschaftler*innen wirtschaftliche Aspekte und den \u00f6kologischen Fu\u00dfabdruck von Solarmodulen.<\/p>\n\n\n\n
Solarmodule bestehen aus Glas, Kunststofffolien, Solarzellen und Elektronik, die von einem Aluminiumrahmen zusammengehalten werden. Bisher ist es schwierig, diese Komponenten zu trennen, um sie anschlie\u00dfend wiederverwerten oder reparieren zu k\u00f6nnen. \u201eUm diesen Herausforderungen zu begegnen, haben wir L\u00f6sungen f\u00fcr energieeffizientere und umweltfreundlichere Materialien sowie ein neues reparierbares Anschlussdosendesign erarbeitet\u201c, erkl\u00e4rt Prof. Dr. Ulf Blieske vom Cologne Institute for Renewable Energy (CIRE) der TH K\u00f6ln. Er leitete das Teilprojekt zu nachhaltigem Moduldesign und Reparierbarkeit. Weitere Ziele des Gesamtvorhabens waren ein geringer Material- und Energieverbrauch bei der Herstellung, die Vermeidung umweltbedenklicher Stoffe sowie die Erh\u00f6hung des Energieertrags.<\/p>\n\n\n\n
Vereintes Know-how aus verschiedenen Instituten<\/h4>\n\n\n\n
In einem ersten Schritt b\u00fcndelten mehrere Wissenschaftler*innen der Hochschule aus den Fachbereichen Erneuerbare Energien, Materialwissenschaften und Werkstoffanwendung sowie Lebenszyklusanalyse ihre Expertise. Dazu untersuchten sie konkret drei zentrale Komponenten: Solarglas, Kunststofffolien und Vergussmassen zur Isolierung von Bauteilen.<\/p>\n\n\n\n
\u201eWir haben von einem Unternehmen ein d\u00fcnnes Solarglas erhalten, das weniger Energie bei der Produktion ben\u00f6tigt, und dessen Stabilit\u00e4t getestet. In den Normen sind die Pr\u00fcfverfahren aufgef\u00fchrt. Diese beschreiben, wie man die Stabilit\u00e4t von Solargl\u00e4sern testen soll. Das Team von Prof. Dr. Ruth Kasper und Hannah Sophie Reichart vom Institut f\u00fcr Konstruktiven Ingenieurbau unserer Hochschule hat entdeckt, dass sich diese Normen nicht auf die besonders d\u00fcnnen Gl\u00e4ser anwenden lassen und demnach angepasst werden sollten\u201c, erl\u00e4utert Oliver Pfeiffer, wissenschaftlicher Mitarbeiter vom CIRE. \u201eZudem haben wir festgestellt, dass Solarglas auch ohne den Zusatz des giftigen Metalls Antimon die notwendige Transmission, also Lichtdurchl\u00e4ssigkeit, erreichen kann.\u201c<\/p>\n\n\n\n
Einsatz von umweltfreundlicheren Rohstoffen getestet<\/h4>\n\n\n\n
Des Weiteren befassten sich die Forschenden mit Kunststofffolien, die in Solarmodulen eingesetzt werden, um die Solarzellen vor Umwelteinfl\u00fcssen und mechanischen Besch\u00e4digungen zu sch\u00fctzen. Dabei wurden nachhaltigere Varianten aus nat\u00fcrlichen Rohstoffen wie Holzfasern oder Reisabf\u00e4llen getestet. Einige dieser Alternativen erwiesen sich als stabil und recycelbar. Abschlie\u00dfend kamen entfernbare Vergussmassen zur Isolierung von Bauteilen in Anschlussdosen zum Einsatz, in denen sicherheitsrelevante Elektronik verbaut ist. Dadurch k\u00f6nnen beispielsweise defekte Stecker ausgetauscht und somit Reparaturen erleichtert werden.<\/p>\n\n\n\n
\u201eWir haben mit einigen Partnern aus dem Konsortium ein Folgeprojekt beantragt, welches das Recycling von Solarglas weiter voranbringen soll. Ein weiteres lohnendes Vorhaben w\u00e4re die industrielle Erprobung der erarbeiteten L\u00f6sungen. Allerdings haben viele Unternehmen ihre Produktion au\u00dferhalb Europas verlagert. Wenn umweltfreundlichere Solarmodule marktf\u00e4hig werden sollen, braucht es politische Unterst\u00fctzung\u201c, so Blieske.<\/p>\n\n\n\n
Lebenszyklusanalyse und marktf\u00e4hige L\u00f6sungen<\/h4>\n\n\n\n
Neben den technischen Arbeiten und Analysen untersuchte das Team der TH K\u00f6ln auch wirtschaftliche Aspekte und den \u00f6kologischen Fu\u00dfabdruck von Solarmodulen. Dazu wurde die Produktion zweier Modultypen in Deutschland und China sowie die R\u00fcckgewinnung von Materialien am Nutzungsende verglichen. Ein zentrales Ergebnis war, dass bei einer Produktion hierzulande rund ein Viertel weniger Treibhausgasemissionen entstehen.<\/p>\n\n\n\n
In einem weiteren Arbeitspaket widmeten sich die Forschenden der Frage, ob nachhaltige Solarmodule eine Chance auf dem Markt haben. Um deren Verbreitung zu erh\u00f6hen, m\u00fcssen neben wirtschaftlichen Strategien auch regulatorische und politische Rahmenbedingungen adressiert werden. In der Praxis haben sich partizipative Workshop-Formate demnach als effektives Instrument bew\u00e4hrt, um den Fokus auf einen Mehrebenenansatz zu lenken.<\/p>\n\n\n\n
Das Verbundprojekt \u201eGreenSolarModules\u201c wurde vom Fraunhofer-Institut f\u00fcr Solare Energiesysteme ISE koordiniert. \u00a0Prof. Dr. Ulf Blieske vom Cologne Institute for Renewable Energy der TH K\u00f6ln leitete das Teilprojekt zu nachhaltigem Moduldesign und Reparierbarkeit. <\/p>\n\n\n