Neue Pilotlinie für Matrix-Schindel-PV-Ziegel im Fraunhofer ISE gestartet
Montag, 16.06.2025
Forschungsprojekt erprobt gebäudeintegrierte Photovoltaik für Bestands- und denkmalgeschützte Bauten
Im Freiburger Module-TEC des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE wurde eine flexible Fertigungslinie für solare Dachziegel in Betrieb genommen. Ziel ist die Entwicklung gebäudeintegrierter PV-Module auf Basis der Matrix-Schindeltechnologie. Erste Anwendungen in der Schweiz sind bereits im Einsatz – weitere Prototypen sollen folgen.
Im Rahmen des europäischen Forschungsprojekts Sphinx wurde am Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE eine neue Pilotlinie für Photovoltaik-Dachziegel eingerichtet. Im Zentrum steht die Matrix-Schindeltechnologie, die in Freiburg erstmals unter realen Produktionsbedingungen erprobt wird. Die Umsetzung erfolgt im institutseigenen Module-TEC, einer Einrichtung für technologische Entwicklung und Kleinserienfertigung.
Projektpartner ist das Schweizer Unternehmen Freesuns, das mit Unterstützung des Fraunhofer ISE seine neu entwickelten PV-Ziegel im Pilotmaßstab produziert. Seit dem Start der Fertigung im März 2025 wurden bereits rund 800 Module hergestellt. Insgesamt ist die Produktion von 4.000 Einheiten vorgesehen. Erste Installationen erfolgen derzeit in fünf Bestandsgebäuden in der Schweiz.
Der verwendete Ziegeltyp misst 450 x 510 mm und besteht aus einem Glas-Glas-Modul mit TopCon-Solarzellen, die im Schindelverfahren verschaltet sind. Die Module zeichnen sich durch ihre kompakte Bauweise und gestalterische Flexibilität aus. Vorgesehen ist unter anderem die Nutzung in denkmalgeschützten Gebäuden, wo konventionelle Solartechnik optisch oft nicht in Frage kommt.
Die zugrunde liegende Schindeltechnologie basiert auf in Streifen geschnittenen Solarzellen, die mit elektrisch leitfähigen Klebstoffen verbunden und überlappend wie Dachschindeln angeordnet werden. Diese Verschaltung minimiert Leerflächen und überdeckt Kontakte, was zu einem Effizienzgewinn führt. Das weiterentwickelte Matrix-Schindelkonzept des Fraunhofer ISE geht darüber hinaus: Die Zellstreifen werden nicht nur geschindelt, sondern zusätzlich versetzt angeordnet. Dadurch lässt sich die Modulfläche vollständig und homogen belegen, was laut Institut eine um rund 4% höhere Effizienz im Vergleich zu konventionellen Halbzellenmodulen ermöglicht.
Neben dem Effizienzgewinn bieten die Module laut Projektteam eine hohe Toleranz gegenüber Teilverschattung. Durch die Matrix-Anordnung kann der Strom verschattete Zellbereiche umgehen, was in der Praxis zu deutlich stabileren Leistungswerten führen kann – insbesondere bei Anwendungen an Fassaden oder auf Dächern mit unregelmäßiger Sonneneinstrahlung.
Das Verbundprojekt Sphinx (Sustainable Photovoltaics Integration in Buildings and Infrastructure for multiple Applications) bringt verschiedene europäische Forschungseinrichtungen und PV-Hersteller zusammen. Gemeinsam verfolgen sie das Ziel, gebäudeintegrierte Photovoltaiklösungen wirtschaftlich und technisch weiterzuentwickeln. Vorgesehen sind unterschiedliche Prototypen – darunter leichte, teiltransparente Module oder PV-Ziegel – die in modularer Bauweise und variabler Funktion gefertigt werden können.
Die Pilotfertigung in Freiburg ist so konzipiert, dass sie flexibel auf die unterschiedlichen Anforderungen der Prototypen reagieren kann. Neben der Entwicklung neuer Technologien erlaubt sie auch die Herstellung kleiner Stückzahlen unter industrienahen Bedingungen. Die Finanzierung des Projekts erfolgt mit Unterstützung der Europäischen Union.