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Flexible Solarmodule: Technik und Preise biegsamer Solarmodule für verschiedene Anwendungen

Was sind flexible Solarmodule? Wie wird ihre Flexibilität bautechnisch realisiert? In welchen Anwendungen sind flexible Solarmodule von Vorteil? Welche Unterschiede gibt es bei flexiblen Solarmodulen?

Während starre Solarmodule meist aus Solarzellen auf Siliziumbasis bestehen, die zum Schutz vor Umwelteinflüssen auf einem festen Alu-Rahmen montiert und mit einer Glasplatte abgedeckt werden, basieren sogenannte flexible Solarmodule auf organischen Werkstoffen. Die biegsamen Solarmodule sind häufig mobil im Einsatz: auf Wohnmobilen, Booten, Flugzeugen. Auch in Textilien werden sie verarbeitet.

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Unterschied starres vs. flexibles Solarmodul

Aus organischen Materialien hergestellte Bauelemente, wie zum Beispiel Solarzellen oder Leuchtdioden (OLEDs), sind mechanisch flexibel, leicht, semitransparent und kostengünstig. Denkbar sind damit Solarzellen, so dünn und biegsam, dass sie sich in Gebäudefassaden oder Fensterglas großflächig integrieren lassen. Weitere mögliche Anwendungsfelder sind Beleuchtungselemente, Displaytechnologien oder die medizinische Diagnostik.

Solarmodule für Photovoltaik-Anlagen zur Erzeugung von Solarstrom gibt es sowohl in einer starren als auch einer flexiblen Variante. Die Attribute starr und flexibel beziehen sich dabei auf die Fähigkeit der Module, sich zur Montage in einem gewissen Maß an gewölbte Flächen anzupassen, kurz: auf ihre Biegefähigkeit. Starre Solarmodule sind nicht biegsam, flexible sind es demnach.

Im Forschungsprojekt RollFlex wird u.a. erprobt, hauchdünne, flexible Solarzellen auf Fenster zu kleben und als Lichtsensor einzusetzen. (Foto: © Siekmann, Christian-Albrechts-Universität zu Kiel)
Im Forschungsprojekt RollFlex wird u.a. erprobt, hauchdünne, flexible Solarzellen auf Fenster zu kleben. Erreicht das einfallende Licht eine bestimmte Intensität, schaltet sich die Beleuchtung im oberen Stock automatisch aus. (Foto: © Siekmann, Christian-Albrechts-Universität zu Kiel)

Die Biegefähigkeit der flexiblen Solarmodule variiert in Abhängigkeit von ihrem Aufbau und ihrer Beschaffenheit. In der Regel hebt der Handel auf die variierende Flexibilität ab: Sehr biegsame Varianten werden als flexible Solarmodule verkauft, weniger biegefähige als semiflexible Solarmodule.

Typische Eigenschaften und Anwendungen für flexible Solarmodule

Flexible Solarmodule gelten als optimale Alternative zu großen, starren Modulen unter Schutzglas: Sie sind leicht, leistungsstark und sehr dünn. Die geringe Stärk der flexiblen Solarmodule bringt neben einem geringeren Gewicht auch den Vorteil mit sich, dass sie deutlich weniger Windgeräusche entwickeln. Und natürlich fallen sie so auch weniger ins Auge, sprich: Sie integrieren sich weniger auffällig in die anwendungstypische Optik.

Ihr spezifischer Aufbau macht flexible Solarmodule biegsam, so dass sie sich auf gewölbte Dächer von Wohnmobilen oder Booten anbringen lassen. Auf Booten kommt die Robustheit und Unzerbrechlichkeit flexibler Solarmodule buchstäblich zum Tragen: Sie sind begehbar.

Man kann flexible Solarmodule aber ebenso an Fassaden anbringen und in Textilien integrieren. Insbesondere in Outdoor-Mode und -Equipment, zum Beispiel Rucksäcken, kommen flexible Solarmodule zum Einsatz. Die Liste konkreter Anwendungen für flexible Solarmodule wächst stetig. Nennenswert ist neben den bereits angeführten Beispielen auch die Möglichkeit, flexible Solarmodule auf Planen zu befestigen, zum Beispiel für Zelte und Markisen, die nach Gebrauch zusammengefaltet oder gerollt werden, um sie platzsparend zu verstauen. Auch Jalousien sollen künftig damit ausgerüstet werden können.

Aufbau, Eigenschaften und Preise flexibler Solarmodule

Es gibt inzwischen eine ganze Reihe Hersteller flexibler Solarmodule mit den unterschiedlichsten Bauweisen und Eigenschaften. Wir stellen Ihnen hier beispielhaft gängige Modelle vor.

Flexibles Solarmodul auf Basis der CIGS Technologie

Flexible Solarmodule mit CIGS-Solarzellen, die als dritte Solarzellgeneration gelten und mit organische Farbstoffen solares Licht in Solarstrom umwandeln, zählen zu den derzeit leistungsfähigsten unter den flexiblen Solarmodulen. Die Absorber in den organischen Solarzellen (kurz: OSZ) der flexiblen Solarmodule sind Farbstoffmoleküle mit Donator- oder Akzeptor-Eigenschaften, die keine extra Matrix aus beispielsweise Silizium mehr benötigen. Daher fallen die aktiven Schichten der Zellen extrem dünn aus: wenige Hundert Nanometer.

Entsprechende Solarmodule können Sie entweder dauerhaft auf Booten, Caravans & Co. mit den dafür üblichen Bootsklebern und Dichtstoffen verkleben. Damit sichern Sie das flexible Solarmodul zugleich gegen Diebstahl. Oder sie nutzen das flexible Solarmodul nur gelegentlich zum Decken ihres Strombedarfs unterwegs. Sind die Akkus wieder voll, rollen Sie das flexible Solarmodul ein und verstauen es sicher unter Deck oder im Caravan.

Das flexible PowerFLEX-Solarmodul von Global Solar Energy erreicht durch ein besonderes Mischungsverhältnis von Kupfer, Indium, Gallium und diSelenid einen hohen Wirkungsgrad von bis zu 12,6 Prozent. (Foto: Global Solar Energy)
Das flexible PowerFLEX-Solarmodul von Global Solar Energy erreicht durch ein besonderes Mischungsverhältnis von Kupfer, Indium, Gallium und diSelenid einen hohen Wirkungsgrad von bis zu 12,6 Prozent. (Foto: Global Solar Energy)

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Expertenwissen: Solche flexiblen Solarmodule können Sie im Innen- wie Außenbereich nutzen: In Kombination mit einem Laderegler lassen sich an Bord eines Wohnmobils oder Bootes beispielsweise 12-Volt-Bordbatterien aufladen.

Für den Outdoor-Einsatz, insbesondere auf See, bringen flexible Solarmodule eine hohe Beständigkeit gegenüber Wasser und Salzwasser mit. Die Kabelausgänge sind dicht ausgelegt, so dass Wasser keinen Schaden anrichten kann.

Ein solches flexibles Solarmodul kostet in einer Größe von 2,2 mal 0,3 mal 0,002 Metern und einer Leistung von 45 Wp beispielsweise 269 Euro.

Flexibles Mini-Solarmodul auf Edelstahlfolie in Teflonfolie

Neben den eben beschriebenen recht großen gibt es auch Mini-Solarmodule in flexibler Bauweise. Aus der geringen Fläche von beispielsweise 19 mal 6 mal 0,15 Zentimetern resultiert die Leistung des Miniteils: 0,5 Wp. In dieser Auslegung bekommen sie so ein Mini-Modul bereits unter 10 Euro zu kaufen.

Das flexible Mini-Solarmodul besteht aus der Siliziumtechnologie, die auf Edelstahlfolie aufgedampft und in Teflonfolie eingebettet wurde. Das macht das Konstrukt flexibel, robust und wetterfest. Ein solch kleines Solarmodul punktet mit seiner Flexibilität im Modellbau ebenso wie in den Anwendungen, die wir oben für die großen flexiblen Solarmodule genannt haben.

Semiflexibles Solarmodul auf Alu-Platte

Semiflexible Solarmodule auf Alu-Platten sind sehr dünne Solarmodule. Die Rede ist hier von nur etwa zwei Millimetern Stärke. Die Module sind robust konstruiert: Auf einer Träger-Metallplatte, zum Beispiel einem Alu-Sandwichkern, sind alle Schichten unter einer geriffelten Kunststoff-Deckschicht zusammengefasst. So lassen sich die Solarpanele in gewissem Maß biegen, ein Richtwert für die Biegefähigkeit ist der: etwa zwei bis drei Zentimeter auf den Meter ihrer Kantenlänge.

Expertentipp: Sollen solche semiflexiblen Solarmodule begehbar sein, müssen sie so montiert werden, dass sie auf der gesamten Fläche aufliegen.

Im Vergleich mit starren Solarmodulen ist oft die Ausbeute bezogen auf den Quadratmeter der flexiblen Solarpanels geringer: Der Grund dafür ist die geriffelte Kunststoffoberfläche, die einerseits zwar für die Möglichkeit der Begehbarkeit der flexiblen Solarmodule für die nötige Rutschfestigkeit sorgt, andererseits jedoch weniger Licht zu den Solarzellen durchdringen lässt als ein bei starren Solarmodulen übliches glattes Schutzglas.

Die Leistung der flexiblen Solarmodule wird auch durch den Umstand gemindert, dass sie direkt auf einem Bootsdeck montiert werden, wo sie sich in Betrieb stark erhitzen, weil keine Wärme nach unten abgestrahlt werden kann. Die daraus resultierende höhere Modultemperatur senkt die Leistung dieser semiflexiblen Solarmodule. Für eine vergleichbare Leistung müssten diese flexiblen Solarmodule deshalb größer ausfallen als starre.

Solche semiflexiblen Solarmodule auf einer Aluminiumplatte gibt’s in unterschiedlichen Maßen zu kaufen. Ein Platte mit den Maßen 46,8 mal 24,3 mal 0,4 Zentimetern und einer Leistung von 14 Wp kostet beispielsweise 245 Euro.

Semiflexibles Kunststoff-Solarmodul

Aus biegsamem Kunststoff gibt es semiflexible Solarmodule, die mit Maßen von beispielsweise 63 mal 44 mal 0,25 Zentimetern und einer Leistung von 30 Wp etwa 150 Euro kosten. Mit Hilfe von vier jeweils in den Ecken integrierten Metallringen können Sie so ein semiflexibles Solarmodul überall mit hinnehmen und gen Sonne richten, wo Sie unabhängig Solarstrom tanken möchten. das Solarmodul ist wasser-, wetter- und stoßfest.

EVALON Solar cSi von alwitra ist die weltweit erste stromerzeugende Solar-Dachbahn mit semiflexiblen PV-Modulen aus kristallinen Silizium-Solarzellen, die Kunstoff-Dach- und Dichtungsbahn mit leistungsstarken PV-Modulen kombiniert. (Fotos: alwitra GmbH)
EVALON Solar cSi von alwitra ist die weltweit erste stromerzeugende Solar-Dachbahn mit semiflexiblen PV-Modulen aus kristallinen Silizium-Solarzellen, die Kunstoff-Dach- und Dichtungsbahn mit leistungsstarken PV-Modulen kombiniert. (Fotos: alwitra GmbH)

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"Flexible Solarmodule im Preis-Vergleich" wurde am 22.05.2019 das letzte Mal aktualisiert.