Energieerzeugung aus erneuerbaren Energien, insbesondere aus der Solarenergie, nimmt in der Entwicklung einen immer höheren Stellenwert ein. Deutschland strebt beispielsweise eine globale Führungsposition an, wenn es darum geht, umweltfreundliche Energieerzeugung so zu betreiben, dass sie in naher Zukunft völlig frei von fossilen Brennstoffen wird. In dem Ausbau an erneuerbaren Energien wird vor allem die Entwicklung der Solartechnologie beschleunigt. Dabei sticht die organische Photovoltaik, aus den verschiedenen Arten der solaren Erzeugung, als wirklich nachhaltig und grün hervor: die Verwendung ungiftiger Materiealien, die umweltfreundliche und sichere Herstellung sowie Verpackung sind ein Plus. Die organische Photovoltaik (OPV) wird in einem Rolle-zu- Rolle-Beschichtungsverfahren hergestellt, welches einen deutlich niedrigeren Energieverbrauch im Vergleich zum Herstellungsprozess der klassischen Photovoltaik hervorruft. Diese innovative Technologie bietet herausragende ökologische Vorteile mit einer sehr kurzen Energierücklaufzeit = Energy Payback Time (EPBT).
Die organische Photovoltaik zeichnet sich durch innovative Produktvorteile wie hohe Flexibilität und enorme Leichtigkeit sowie eine Vielzahl weiterer Pluspunkte aus. Dank ihrer einmaligen Flexibilität ist die OPV-Folie nahezu unendlich biegbar und kann selbst extremen Torsionen, Biegungen, Verformungen und Vibrationen mühelos standhalten. Diese hohe Flexibilität verleiht eine hervorragende Anpassungsfähigkeit an unterschiedlichste Formen und ermöglicht individuelle Designs.
Elegante OPV-basierte Produkte – Innovation von SunCurtain
Eine neue und spannende Entwicklung in der OPV-Kommerzialisierung bietet das innovative Start-up SunCurtain, das jedes Fenster in ein grünes Kraftwerk verwandelt. SunCurtain ist inspiriert zur Bekämpfung des Klimawandels und bietet Verschattungssysteme an, die vollständig aus OPV bestehen.
Das in 2018 in Kitzingen gegründete Start-up SunCurtain, verfolgt die große Vision, durch umweltfreundliche organische PV-Technologie einen sinnvollen Beitrag zur nachhaltigen Energiezukunft zu leisten und jedes Fenster in ein Kraftwerk umzuwandeln. Vor diesem Hintergrund hat SunCurtain erfolgreich OPV- Lamellenvorhänge entwickelt, die als effiziente Verschattungslösung innerhalb von Gebäuden dienen. Darüber hinaus eine angenehme Atmosphäre, höhere Gebäudeeffizienz und Energieeinsparungen bieten. Die von den OPV-Lamellen erzeugte Energie kann in das bestehende Stromnetz integriert und zwischengespeichert werden oder umliegende Geräte direkt versorgen.
Die SunCurtain Verschattungssysteme erzeugen das ganze Jahr über Strom. Insbesondere im Sommer ist die richtige Sonnenschutzstrategie sehr wichtig. Jeder möchte, dass seine Räumlichkeiten, ob Zuhause oder im Büro mit natürlichem Tageslicht gefüllt werden. Doch niemand scheint die übermäßig hohen Innentemperaturen zu berücksichtigen, die an manchen Sommertagen aufgrund mangelnder Beschattung entstehen. Mit dem Verschattungssystem, das nicht nur vor Überhitzung durch einfallendes Sonnenlicht schützt, sondern diese Sonnenenergie auch zur Stromerzeugung nutzt, will das junge Unternehmen SunCurtain GmbH dazu beitragen, die Energieeffizienz zu steigern und gleichzeitig den Komfort zu erhöhen.
„Wenn die Sonne uns bei der Arbeit stört, sperren wir sie aus. Wir schließen unsere Jalousien um nicht länger geblendet zu werden. In der selben Bewegung schalten wir künstliches Licht ein, da der Raum verdunkelt wurde. Das ist doch paradox!“, erklärt Stephan Hildebrandt, Produktmanager bei SunCurtain GmbH. „Insbesondere im Sommer steigt natürlich auch die Innentemperatur, wenn die Sonne den ganzen Tag auf das Gebäude scheint. Die Folge sind zahlreiche Klimaanlagen, die gestartet werden, die wiederum zu hohen Stromrechnungen führen.“
Wenn es darum geht, einen Beitrag zum Umweltschutz und zur Veränderung der Energiepolitik zu leisten, brauchen wir mehr als „nur“ eine verbesserte Gebäudeeffizienz. Das Verhalten der Gebäudebewohner und ein ganzheitlicheres Verständnis von Gebäuden im Allgemeinen eröffnen neue Perspektiven. Große Glasflächen an Gebäuden mit Innenbeschattung erfordern in der Regel künstliche Beleuchtung und Klimatisierung, aber SunCurtain bietet ein Beschattungssystem, das kein künstliches Licht benötigt, da der Vorhang auch im geschlossenen Zustand genügend Licht durchlässt. SunCurtain erschließt zudem ein bisher vernachlässigtes Anwendungsgebiet: die Nutzung von Fenstern als Kraftwerke.
Verschattungssysteme von SunCurtain
Der Vorhang des Kitzinger Start-ups SunCurtain besteht aus flexiblen, halbtransparenten Photo- voltaik-Modulen und sieht wie klassische, vertikale Lamellenvorhänge aus. OPV-Module als Beschattungselement einzusetzen deckt ein enormes Potential in jedem Fenster auf. „Die organische Photovoltaik hat sich direkt als Technologie der Wahl für diese Lösung durchgesetzt.
Seine Vorteile wie geringes Gewicht, Transparenz, integrierter UV-Filter, Stromerzeugung unabhängig vom Sonnenlicht und die Freiheit, in ein Vorhangsystem integriert zu werden, waren ein völlig neuer Ansatz, den wir implementieren wollten “, erklärt Hildebrandt. Der erste Prototyp 2017 illustrierte bereits die Idee, das Innere eines „lebenden Objekts“ zu beschatten und so das Sonnenlicht zu reduzieren, ohne den Bedarf an künstlichem Licht zu erhöhen. Durch Filtration des warmen Lichtspektrums entsteht eine anregende Lichtatmosphäre.
„Der Raum erwärmt sich weniger und es wird Energie über die gesamte Vorhangoberfläche erzeugt“, sagt Hildebrandt. Heute präsentiert das Unternehmen ein fertiges System.
Blau, Grün, Rot und Grau sind derzeit verfügbare Optionen in Bezug auf Farbe und Transparenz. Die Oberflächen können matt oder glänzend sein. Die Lamellen bieten auch großen Spielraum für Kreativität, wie z.B. Muster, Namen oder Logos.
Das Vorhangsystem der SunCurtain wirkt sich auf die Leistung des gesamten Gebäudes aus und bietet Atmosphäre, Energieeinsparungen und eine höhere Gebäudeeffizienz als Mehrwert. In Bezug auf einen möglichen Eintrittsmarkt, den SunCurtain für sein intelligentes Verschattungssystem ins Auge gefasst hat, erwähnt Hildebrandt „alle großen Glasbürogebäude, auch jene, die heute gebaut werden.“
SunCurtain betrachtet seinen Vorhang als einen weiteren Beitrag zu einem zunehmend elektrischen Energiesystem der Zukunft. Hildebrandt glaubt, dass der einzige Weg, um eine Änderung der Energiepolitik erfolgreich zu gestalten, kluge Ideen und vielfältige Technologien sind, die für die jeweilige Region angemessen eingesetzt werden. „Wenn wir in Zukunft immer mehr Funktionen durch Strom als Energiequelle reproduzieren wollen, müssen wir etwas tun, um unsere Energielandschaft zu diversifizieren.“
OPV-Technologie, die hinter dem innovativen Verschattungssystem steht
Die flexiblen organischen Photovoltaik-Lamellen die in den Verschattungssystemen integriert sind, werden von ARMOR solar power films GmbH hergestellt. ARMOR solar power films GmbH ist der industrielle Marktführer in der Herstellung organischer Photovoltaik mit Sitz in Frankreich und Deutschland. Der deutsche Teil von ARMOR solar power films – vormals OPVIUS GmbH – treibt die Entwicklung durch seine F&E-Einrichtungen in Nürnberg voran.
ARMOR ist ein auf die Formulierung von Tinten und in die Dünnfilmbeschichtung spezialisierter Hersteller. Die Gruppe ist Weltmarktführer bei der Entwicklung und Herstellung von Thermo- transferbändern für den variablen Datendruck zur Rückverfolgbarkeit auf Etiketten und flexiblen Verpackungen. Als europäischer Marktführer für Drucklösungsangebote und innovatives nachhaltiges Druckerzubehör ist die Gruppe Vorreiter in der Entwicklung und Herstellung von Industrietinten und innovativen Materialien wie organischen Solarfolien, beschichteten Stromabnehmern für elektrische Batterien sowie die maßgeschneiderten Filamente und Teile für die additive Fertigung.
ARMOR ist weltweit vertreten und beschäftigt etwa 2000 Mitarbeiter in mehr als zwanzig Ländern. Das Unternehmen hat 2019 einen Umsatz von 280 Mio. € erwirtschaftet. Die Gruppe investiert jährlich rund 30 Mio. € in industrielle Forschung und Entwicklung sowie Industrieanlagen. ARMOR setzt sich verantwortungsvoll und engagiert für gesellschaftliche Innovation ein.
Neben der beeindruckenden Herstellung ist ASCA® eine ökologisch verantwortliche und zu 100% rückgewinnbare organische Photovoltaik- Technologie. Sowohl ungiftige Materialien als auch die kohlenstoffarme Herstellung sind umweltverträglich. Von der Auswahl der Rohstoffe bis zum Produktionsprozess wurde jeder Lieferant und Partner, der an der Entwicklung und Herstellung von ASCA® beteiligt ist, von ARMOR sorgfältig ausgewählt. ARMOR verfolgt die 7. globalen Ziele der UNO für eine nachhaltige Entwicklung, indem sie dank ASCA® den Zugang zu nachhaltiger Energie für alle garantiert.
Finalist des Deutschen Nachhaltigkeitspreises 2020
Im Juli 2020 wurde die ARMOR solar power films GmbH als einer von neun Finalisten in der Kategorie „Klima“ des renommierten Deutschen Nachhaltigkeitspreises ausgewählt. Der Deutsche Nachhaltigkeitspreis ist die größte europäische Auszeichnung für herausragende Leistungen auf dem Gebiet der Nachhaltigkeit in Wirtschaft, Kommunen und Forschung. Er wird von der Stiftung Deutscher Nachhaltigkeitspreis in Zusammenarbeit mit der Bundesregierung, kommunalen Spitzenverbänden, Wirtschaftsverbänden, zivilgesellschaftlichen Organisationen und Forschungseinrichtungen vergeben.
Den Rahmen für die Auszeichnung bildet der Deutsche Tag der Nachhaltigkeit, die beliebteste jährliche Kommunikationsplattform für die Themen der Nachhaltigen Entwicklung, die am 3. und 4. Dezember 2020 in Düsseldorf stattfindet. Auch der Deutsche Nachhaltigkeitspreis steht inzwischen in engem Zusammenhang mit den Nachhaltigkeitszielen der UN-Agenda 2030. Die Finalisten wurden in einem mehrstufigen Verfahren ermittelt, für das in diesem Jahr die internationale Unternehmensberatung EY- Parthenon und das Zentrum für Nachhaltigkeitsmanagement der Leuphana Universität Lüneburg verantwortlich sind.
Für Ralph Paetzold, CEO der ARMOR solar power films GmbH (deutsche Niederlassung von ARMOR solar power films), stellt diese Nachricht eine große Chance für das Unternehmen dar: „ Wir sind mehr als erfreut, als eines der Unternehmen anerkannt zu werden, die als relevant für die Gestaltung der Zukunft angesehen werden. Wir sind stolz darauf, dass unsere OPV-Vision von der Jury des Preises bereits so stark wahrgenommen wird, obwohl die Revolution gerade erst begonnen hat“.
Hubert de Boisredon, Vorsitzender und CEO von ARMOR, bestätigt, dass diese Nominierung „eine große Chance für die Zukunft der ARMOR solar power films darstellt und seine führende Position auf dem OPV-Markt bestätigt“. Stephan Schulze-Hausmann, Initiator des Preises, bestätigt, dass „die Finalisten Pioniere sind. Sie zeigen, wie Krisen verhindert werden können und wie unsere gemeinsame Zukunft gestaltet werden kann“.
Innovative Produktvorteile der organischen Photovoltaik
Die auf Basis von organischen polymeren Halbleitern gefertigte ASCA® PV-Folie besteht aus mehreren feinen Funktionalschichten, die mithilfe eines speziell entwickelten Beschichtungsverfahren auf eine dünne flexible Folie aufgetragen werden. ASCA® zeichnet sich durch eine Vielzahl an innovativen Produktvorteilen aus. Dank ihrer einmaligen Flexibilität ist die ASCA® PV-Folie nahezu unendlich biegbar und kann selbst extremen Torsionen, Biegungen, Verformungen und Vibrationen mühelos standhalten. ASCA® kann mindestens 50.000 Mal ohne Leistungseinbußen aufgerollt werden.
Von internen Experten durchgeführte Tests garantieren 50.000 Zyklen bei einer Rolle mit einem Durchmesser von 50 mm (d. h. deutlich mehr als bei einer herkömmlichen Anwendung). Diese PV-Folie ist ein echtes Leichtgewicht. Mit nur ca. 450g/m² ist ASCA® sage und schreibe 30 Mal leichter als andere Photovoltaik-Technologien. Stellen Sie sich 6 Blatt eines DIN A4 Papiers vor – nur so wenig wiegt eine ASCA® PV-Folie in derselben Größe – nämlich nur 30 Gramm! Robustheitstests wie Schlagzähigkeitsprüfungen werden mit wiederholten Schock- Simulationen von Einschlägen durchgeführt.
Bei Beschuss mit Projektilen aus verschiedenen Höhen beweist die ASCA® PV-Folie hervorragende Schlagfestigkeit und Stoßbeständigkeit. Selbst harte Schläge und Stöße wirken nur auf den betroffenen Bereich, aber nicht das gesamte System – ASCA® bleibt funktionsfähig (proportional zur Größe der intakten Fläche).
Die ASCA® PV-Folie ist äußerst temperaturstabil. Selbst starke Temperaturschwankungen haben keine Auswirkung auf die PV-Folie. Ein ASCA® PV Modul mit 10 Wp bleibt cool und bietet z.B. bei 20°C die gleiche volle Leistung wie bei 35°C. Ein besonderer Produktvorteil ist die optimale Tages-Produktionsleistung. ASCA® bietet bei gleicher Leistung eine effektiv höhere tägliche Energieproduktion als andere Photovoltaik-Technologien. Das ist höchste Effizienz im tagtäglichen Einsatz.
Die innovative ASCA® Technologie bietet herausragende ökologische Vorteile mit einer sehr kurzen Energierücklaufzeit = Energy Payback Time (EPBT). Studien beweisen, dass die ASCA® PV-Folie im Ökologie-Vergleich deutlich besser abschneidet als andere, ältere Technologien.
Die Energierücklaufzeit (EPBT) einer Anlage beschreibt das Verhältnis der jährlich produzierten Energie der Anlage zu der im Anlagenlebenszyklus aufgewandten Energie, von Produktion, Transport, über Betrieb bis hin zur Entsorgung. Um wirklich zu den „Erneuerbaren Energien“ zählen zu können, muss sichergestellt sein, dass die Anlage mehr Energie produziert als für den Anlagenlebenszyklus verbraucht wird. Da zeigt ASCA® wahre Ökologie, Leistungsfähigkeit und Nachhaltigkeit. Die ASCA® PV-Folie hält lange, was sie verspricht. Das macht sie richtig wirtschaftlich. Die aktuelle Lebensdauer beträgt bis zu 20 Jahre. Natürlich variiert das je nach den Einsatzbedingungen (Indoor oder Outdoor), des Barrierefolien-Typs und der Montageart.
Das ASCA® PV-Modul hat aufgrund seiner Steckverbindungs-Variabilität keinerlei Anschluss-Probleme. Welches ist die beste Verbindungs-Lösung für Ihre individuellen Anforderungen? ASCA® SOLUTIONS LAB unterstützt dabei, die für Ihre Anwendungen am besten geeigneten Anschlussmöglichkeiten zu finden.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die ARMOR solar power films GmbH umweltfreundliche, leichte, flexible, semitransparente, hitzebeständige und schlagfeste OPVs in großtechnischer, erschwinglicher Produktion herstellt. Diese OPVs haben anpassbare Formen (freie Form), Farben, Transparenzgrade, und sie produzieren Elektrizität in einem weiten Bereich von Beleuchtungsintensitäten. Diese erstaunlichen Eigenschaften der OPVs von ARMOR machen sie für viele verschiedene Anwendungen in Innen- und Außenbereichen geeignet und eröffnen neue Marktchancen.
Einer der vielversprechenden neuen Märkte, die nun entstanden sind, ist der Markt für Sonnenschutzlösungen, der durch SunCurtain erschlossen wurde. ASCA® OPVs sind ideal für den Einsatz als OPV-Lamellen des SunCurtain Verschattungssystems geeignet. Dieses elegante und nützliche Produkt von SunCurtain, das mit der OPV-Technologie der ARMOR solar power films GmbH betrieben wird, stellt einen großartigen Start in die weit verbreitete Kommerzialisierung und den Einsatz von OPVs dar und hilft Deutschland, völlig frei von fossilen Brennstoffen zu werden.