Heliatek (Dresden) ist es gelungen, dünne, leichte und flexible Solarfolien auf Basis organischer Photovoltaik zur Marktreife zu bringen. Sie zeichnen sich durch einen Carbon Footprint von weniger als 10 gCO2e/kWh, eine Energy Payback Time kleiner drei Monate und eine Carbon Payback Time kleiner sechs Monate aus und zählen somit zu den saubersten Stromerzeugungstechnologien. HeliaSol verwandelt Gebäude in saubere Solarkraftwerke zur Ökostromerzeugung. Diese "Ready-to-Use"-Lösung kann auf verschiedenen Gebäudeoberflächen eingesetzt werden. Die Solarfolie verfügt über einen integrierten Rückseitenkleber, womit sie einfach auf die Oberfläche geklebt und dank der integrierten Anschlusskabel sofort angeschlossen und genutzt werden.
HeliaSol ist eine Lösung für die Nachrüstung von Gebäuden, bei denen Restriktionen in Bezug auf Gewicht, statische Belastungsbeschränkungen oder die Durchdringung des Dachmaterials eine Rolle spielen. Aufwändige Unterkonstruktionen, die das Dach durchdringen, oder eine Hinterlüftung zur Kühlung sind nicht erforderlich. Mit HeliaSol kann sauberer Solarstrom auf Dächern oder Fassaden erzeugt werden, die normalerweise keine PV Lösungen zulassen.
HeliaSol ist mit einem integrierten Rückseitenkleber ausgestattet und kann einfach auf die gewünschte Gebäudeoberfläche geklebt werden. Für die Installation benötigen Sie keine speziellen Werkzeuge oder eine besondere Unterkonstruktion. Eine Durchdringung des Daches oder eine Hinterlüftung zur Kühlung ist nicht erforderlich. HeliaSol kann auf verschiedene Materialien geklebt werden, wie z. B. Metall, Beton, Membrane, Glas, Bitumen und andere Untergründe auf Anfrage.
Durch den besonderen Schichtaufbau der Solarfolie, basierend auf Kunststoff-Folien und der sehr dünnen organischen Photovoltaik-Schicht, hat HeliaSol ein sehr geringes Gesamtgewicht von weniger als 2 kg pro Quadratmeter Zum Vergleich: normale Solarmodule wiegen ca. 15-20 kg pro Quadratmeter, dazu kommt häufig noch eine Unterkonstruktion aus Metall. Das geringe Gewicht von HeliaSol ist nicht nur von Vorteil für die Anwendung auf Oberflächen mit geringer statischer Belastbarkeit. Auch die Installation, der Transport und die Lieferung sind leicht zu bewerkstelligen. Eine Kiste mit 24 Folien, in gerollter Form und platzsparend verpackt wiegt knapp über 40 kg und lässt sich mit zwei Personen tragen.
HeliaSol kann man vertikal und horizontal bis zu einem Radius von 20 cm biegen. Damit können auch runde Dachformen oder geschwungene Oberflächen für die grüne Stromgewinnung erschlossen werden, die bisher nicht möglich waren.
Ultra-Dünn
Die organische Schicht der Solarfolie ist nur wenige hundert Nanometer dick. HeliaSol als fertiges Produkt ist weniger als 2 mm dick, an der Anschlussdose weniger als 2 cm. Dies bedeutet, dass die Solarfläche perfekt in die Anwendungsfläche integriert, ohne deren Form oder Dicke zu verändern.
Wirklich grün
HeliaSol ist ein Produkt, das zu 100 Prozent sauberen Solarstrom erzeugt.
Die deutsche Prüfinstitution TÜV Rheinland hat HeliaSol eine Ökobilanz (LCA) von 14,52 g CO2-Äquivalent (CO2e) pro Quadratmeter zertifiziert. Dabei wurden alle Umweltauswirkungen von der Rohstoffbeschaffung über die Produktion und Nutzung bis hin zur Entsorgung und der Transporteinflüsse bewertet. Für die Produktion von einem Quadratmeter Solarfolie ist nur 1 g an organischem Material notwendig. Für das Endprodukt wird keine giftigen Materialien oder Schwermetalle, wie Blei oder Cadmium verwendet. Das verhindert aufwendige Recyclingprozesse und ermöglicht eine umweltfreundliche Entsorgung am Ende der Lebensdauer. Das Resultat ist ein ultra-niedriger CO2-Fußabdruck von weniger als 10 g CO2e pro erzeugte Kilowattstunde. Damit ist HeliaSol wesentlich grüner als konventionelle Silizium basierte Solmodule mit einem CO2-Fußabdruck zwischen 40-100 g CO2e pro Kilowattstunde oder Braunkohle mit einem Wert von bis zu 1.000 CO2e pro Kilowattstunde.
Nachhaltigkeit
TÜV Rheinland zertifiziert - Ultra-niedriger Carbon Footprint
Die deutsche Prüfinstitution TÜV Rheinland hat den Carbon Footprint mittels einer Ökobilanz (LCA) auf 14,52 kg CO2-Äquivalent (CO2e) pro Quadratmeter zertifiziert. Bewertet wurden alle Umweltauswirkungen von der Rohstoffbeschaffung über die Produktion, der Nutzung bis hin zur Entsorgung des Produktes. Je nach Sonneneinstrahlung des Standorts haben die organischen Solarfolien eine Umweltauswirkung zwischen 3 und 15 g CO2e pro Kilowattstunde.
Der Carbon Footprint der innovativen Solarfolien ist 50-mal geringer als der des globalen Strommixes und bis zu 6-mal niedriger als bei konventionellen Solarmodulen auf Silizumbasis.
Treibhausgasemissionen werden 10-mal schneller zurückgezahlt
Jedes Produkt setzt während seines gesamten Lebenszyklus von der Herstellung über die Nutzung bis zur Entsorgung Treibhausgasemissionen (THG-Emissionen) frei. Die sogenannte Carbon Payback Time (CPBT) ist die Zeit, die ein Produkt benötigt, die während seines Lebenszyklus freigesetzten THG-Emissionen durch deren Vermeidung zurückzahlen. Je mehr Emissionen vermieden werden, desto höher das CO2e-Einsparpotential. Bei der Stromerzeugung mit der Solarfolie und dem Verzicht auf Stromerzeugung aus einem Mix aus Kohle und Erdgas können bis zu 678 g CO2e pro Kilowattstunde eingespart. Die CPBT von Heliatek’s OPV beträgt an vielen Standorten gerade einmal 1 bis 5 Monate. Damit können THG-Emissionen etwa 10-mal schneller zurückgezahlt werden als mit Silizium basierten Solarmodulen.
Herstellung von HeliaSol
Das Herz des Rolle-zu-Rolle-Prozesses: Thermisches Verdampfen unter Vakuum
Die thermische Verdampfung unter Vakuum zur Herstellung von organischer Photovoltaik ist für die Erzielung sehr robuster und hocheffizienter Produkte unerlässlich. Dabei handelt es sich um einen Beschichtungsprozess, bei dem die verschiedenen organischen Materialien bis zu ihrem Siedepunkt erhitzt werden und der entstehende Dampf unter Vakuum auf einem Substrat in einer homogenen und gut kontrollierten Schicht von weniger als einem tausendstel Millimeter aufgedampft werden. In dem Verfahren werden mehrere Schichten verschiedener Materialien nacheinander auf den Trägerfilm aufgedampft. Im Vergleich zu Druckverfahren (ohne Vakuum) für die Herstellung organischer Solarzellen liegen die Vorteile dieses Prozesses in der potenziell sehr hohen Ausbeute des aufgedampften Materials, der einfachen Prozesskontrolle und der daraus resultierenden hohen möglichen Effizienz der organischen Schicht. Die Prozesse erfordern weder den Einsatz von umweltschädlichen Trägergasen, noch verursachen sie unerwünschte Nebenprozesse.
Wichtige Produktionsschritte
In der Rolle-zu-Rolle-Produktionslinie werden Rollen mit Längen von mehreren Kilometern durch eine Abfolge von Prozessschritten geführt. Diese Rollen werden am Anfang des Prozesses abgerollt und am Ende wieder aufgerollt. Als erster Schritt wird die organische Schicht auf eine Trägerfolie aufgedampft. Danach folgt ein Verkapselungsprozess, um die organische Schicht vor Umwelteinflüssen zu schützen. Im letzten Schritt, dem Backend-Finishing, werden die Anschlussdose und Kabel auf der Solarfolie angebracht und der Rückseitenkleber aufgetragen. Das Ergebnis dieses Prozesses ist eine organische Solarfolie mit hervorragenden Eigenschaften, die sofort einsatzbereit und einfach anwendbar ist: Sie ist ultra-leicht, flexibel, ultra-dünn und wirklich grün.
Projekte mit OPV Solarfolien