Wissenschaftler des Indian Institute of Science haben die Idee entwickelt, Photovoltaik-Module am Ende ihres Lebenszyklus (EoL) als kostengünstiges Baumaterial mit geringem Energieverbrauch weiter zu verwenden. Die Forschungsgruppe betonte, dass das Recycling von Solarmodulen derzeit wirtschaftlich nicht rentabel ist. Ihr Ansatz bestehe daher darin, herkömmliche Solarmodule ohne jegliche Änderungen zu BIPV-Produkten zu machen.
„Durch die Verwendung von EoL-Solarmodulen können die Kosten für Wände, Fenster und Dächer erheblich gesenkt werden“, erklärte der Hauptautor der Studie, Roshan Rao, auf Anfrage von pv magazine. „Das Gewicht dieser Paneele ist im Vergleich zu herkömmlichen 250 Millimeter dicken Ziegelwänden wesentlich geringer. Das Fundament für eine EoL-Photovoltaik-Struktur wäre viel leichter und kostengünstiger“
Die Forscher errichteten ein reales Gebäude mit integrierten EoL-Solarmodulen, das nach ihren Angaben als gebäudeintegriertes Photovoltaik (BIPV)-Haus konfiguriert ist. Die Wände, das Dach und die Fenster bestehen dabei aus den ausgedienten Solarmodulen.
Die Leistung wurde dann mit der eines simulierten building-applied photovoltaic (BAPV)-Hauses verglichen, das aus verputzten Ziegelwänden und einem Dach aus verstärktem Zementbeton besteht, wobei die ausgedienten Solarmodule an der Struktur befestigt sind, sowie mit der eines Referenzhauses, das mit traditionellen Materialien gebaut wurde. Die Forscher gingen dabei davon aus, dass jede Wohneinheit drei mal drei mal drei Meter groß ist und auf der typischen Baupraxis in Indien basiert.
„Wir haben die Klimareaktion dieser Gebäude durch Messungen und Ganzgebäudesimulationen untersucht“, sagte Rao. „Wir bewerten die Klimareaktion solcher Gebäude in verschiedenen Klimazonen und mögliche Maßnahmen zur Verbesserung der thermischen Leistung solcher Gebäude“.
Trotz des theoretischen Endes ihres Lebenszyklus wird davon ausgegangen, dass die weiterverwendeten Solarmodule immer noch eine Nennleistung von vier Kilowattstunden pro Quadratmeter und Tag liefern und zur Versorgung der Wohneinheiten mit einem Teil des benötigten Stroms verwendet werden können. Darüber hinaus berücksichtigte das indische Team die kumulierten Nettoenergieaufwand, das heißt die anfängliche benötigte Energie abzüglich der Energie, die sie bis zum Ende ihrer Lebensdauer erzeugen.
„Die Kostenanalyse wurde unter Berücksichtigung der tatsächlichen Kosten der einzelnen Baumaterialien durchgeführt, indem ein Leistungsverzeichnis für ein konventionell in Indien gebautes Gebäude und die Struktur der in die EoL-Solarmodule integrierten Gebäude erstellt wurde“, fügte Rao hinzu.
Bei ihrer Analyse stellten die Wissenschaftler fest, dass das BIPV-Gebäude einen niedrigeren Netto-Energieaufwand aufweist als die BAPV-Konzepte, da bei letzteren zusätzliches Material zur Befestigung der EoL-Photovoltaik am bestehenden Gebäude benötigt werde. „Der kumulierte Netto-Energieaufwand des Gebäudes ergibt sich nur aus den Nicht-Photovoltaik-Gebäudeelementen“, so die Forscher.
Anhand einer Analyse der energetischen Amortisationszeit (EPBT) stellten sie fest, dass die Amortisationszeiten für die BIPV- und BAPV-Einheiten mit 15 Jahre alten Solarmodulen 3,42 Jahre respektive 5,5 Jahre betragen, wobei die jährliche Degradationsrate der Module den wichtigsten Faktor darstellt, der diese Werte beeinflusst. „Der Nutzen des Upcyclings eines EoL-Solarmodule aus der Perspektive des kumulierten Netto-Energieaufwands hängt vom Alter des EoL-Solarmoduls ab“, stellten die Forscher fest.
Die Gruppe veröffentlichten ihre Ergebnisse in der Studie „Examining the use of End-of-Life (EoL) PV panels in housing and sustainability“ in der Fachzeitschrift „Solar Energy“.
„Mit unserem Ansatz würde EoL-Photovoltaik nicht mehr als Belastung für Hersteller oder Nutzer angesehen“, sagte Rao. „Photovoltaik-Hersteller könnten eine Umgestaltung/Änderung der Rahmen in Erwägung ziehen, um eine solche Anwendung in der End-of-Life-Phase zu ermöglichen.“
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Mir kommt in dieser indischen Studie Vieles „spanisch“ vor…
– Warum werden die Solarmodule in den abgeschatteten Wänden und nicht auf dem Dach verwendet?
– Ein Tagesertrag von 4 kWh / m² für ein Solarmodul, das vor 15 – 20 Jahren vielleicht (STC) 150 – 200 Wp / m² Nominalleistung hatte?? Das ist doch selbst unter optimalen Einstrahlungsbedingungen mindestens einen Faktor 5 zu hoch gegriffen…
Ich hoffe, dass die sonstige Arbeit und Ergebnisse der „Wissenschaftler“ etwas mehr Substanz haben…
FullAck !
Es scheint nicht die Studie das Problem zu sein. In der Studie geht es in erster Linie um das Ersetzen von Baustoffen mit Abfall, der sonst auf Deponien landet. Und sicherlich bieten sich defekte Module für die Wandkonstruktion an während degradierte aber einsatzfähige Module auf dem Dach installiert werden.
Der Ertrag von 4 kWh/m²/d ist im abstract nicht zu finden und ist aus gutem Grund aus dem Artikel verschwunden.
In einem Land mit großen sozialen Unterschieden mag das ein erfolgreiches Konzept sein, um die sozial untenstehenden noch ein Weilchen unten zu behalten. Es erinnert mich an die Argumentationsweise meiner Urgroßeltern, die meinten, die Beschäftigung von Hausangestellten sei eine soziale Wohltat, weil sie ihnen Arbeit gäben. Dabei diente es in Wirklichkeit vor allem deren Ausbeutung, um es selbst bequem und luxuriös zu haben.
So geben hier die Oberschichtler, die in anständigen Häusern mit ordentlicher Stromversorgung leben, die ausgebrannten Module an die Barackenbewohner ab, mit der Aussicht, dass einige der Module vielleicht sogar noch etwas Strom liefern, allerdings keine 4kWh pro m² und Tag, sondern allenfalls 1/10tel davon.
Die utilitaristische Rechnung, wie die älteren aber noch funktionsfähigen PV-Module den maximalen Nutzen erbrächten, wäre wahrscheinlich doch, sie dort zur Stromproduktion zu belassen, wo sie ursprünglich aufgestellt wurden, und erst auszutauschen, wenn sie endgültig den Geist aufgegeben haben. Danach wäre immer noch die Frage, ob Rahmen und Glas nicht besser für neue Module verwendet würden und die wertvollen Rohstoffe aus den Zellen ins Recycling gehen sollten, statt in Baracken in den Slums.
Der Mist in solchen Ländern ist, dass die sozial Schwachen nicht nur planmäßig von der Oberschicht kleingehalten werden, sondern dass ihnen auch noch genauso planmäßig die notwendige Bildung vorenthalten wird, mit deren Hilfe sie erkennen könnten, was ihnen wirklich hülfe. Bei uns haben es die von den damaligen Oberschichten heftig bekämpften Bildungsvereine der Gewerkschaften geschafft, diesen Teufelskreis zu durchbrechen. Aber Geschichte wiederholt sich nicht – die Lösung für Indien wird sicher eine andere sein. PV-Module als Baumaterial für Hütten werden es sicher nicht sein.