03.09.2026 – In einem aktuellen Forschungsprojekt untersucht die Technische Hochschule (TH) Köln mit Partnern, wie Komponenten von PV-Anlagen umweltfreundlicher gestaltet werden können.
Solarmodule bestehen aus Glas, Kunststofffolien, Solarzellen und Elektronik, die von einem Aluminiumrahmen zusammengehalten werden. Um die Solarmodule sowohl zu recyclen als auch zu reparieren, müssten die einzelnen Komponenten voneinander getrennt werden können. Die Projektbeteiligten der TH Köln haben sich zusätzlich vorgenommen, die nötigen Bauteile ohne umweltbedenkliche Stoffe herzustellen. Außerdem sollte der Energie- und Materialverbrauch reduziert werden und gleichzeitig der Energieertrag erhöht werden.
Vereintes Know-how aus verschiedenen Instituten
Zu Beginn bündelten die Wissenschaftler der Technischen Hochschule aus den Bereichen Erneuerbare Energien, Materialwissenschaften und Werkstoffanwendung sowie Lebenszyklusanalyse ihr Fachwissen. Konkret untersuchten sie drei zentrale Komponenten: Solarglas, Kunststofffolien und Vergussmassen zur Isolierung von Bauteilen.
Im Verlauf des Projekts testeten die Forschenden verschiedene, durch Unternehmen zur Verfügung gestellte Materialien – unter anderem dünnes Solarglas – das anschließend im Hinblick auf seine Stabilität getestet wurde. Es wurde festgestellt, dass die dafür vorgesehenen Prüfnormen nicht auf derart dünne Solargläser angewendet werden können und überarbeitet werden müssen. „Zudem haben wir festgestellt, dass Solarglas auch ohne den Zusatz des giftigen Metalls Antimon die notwendige Transmission, also Lichtdurchlässigkeit, erreichen kann“, erklärt Oliver Pfeiffer, wissenschaftlicher Mitarbeiter am CIRE.
Im Projekt GreenSolarModules hat ein Team der TH Köln verschiedene Komponenten von Solarmodulen – Gläser, Kunststofffolien und Vergussmassen – umweltfreundlicher und langlebiger gestaltet. (Bild: Daniel Schäfer/TH Köln)
Einsatz von umweltfreundlicheren Rohstoffen getestet
Außerdem befassten sich die Forschenden mit Kunststofffolien, die in den Solarmodulen verbaut werden, um die Solarzellen vor mechanischen Beschädigungen und Umwelteinflüssen zu schützen. Getestet wurden nachhaltigere Alternativen aus Holzfasern und Reisabfällen – einige erwiesen sich dabei als recycelbar und stabil zugleich. Zur Erleichterung von Reparaturen und des Austauschs defekter Stecker wurde eine entfernbare Vergussmasse für die Isolierung der Bauteile in Anschlussdosen getestet.
„Wir haben mit einigen Partnern aus dem Konsortium ein Folgeprojekt beantragt, welches das Recycling von Solarglas weiter voranbringen soll. Ein weiteres lohnendes Vorhaben wäre die industrielle Erprobung der erarbeiteten Lösungen. Allerdings haben viele Unternehmen ihre Produktion außerhalb Europas verlagert. Wenn umweltfreundlichere Solarmodule marktfähig werden sollen, braucht es politische Unterstützung“, sagt Prof. Dr. Ulf Blieske vom Cologne Institute for Renewable Energy (CIRE) an der TH Köln.
Lebenszyklusanalyse und marktfähige Lösungen
Das Projektteam der TH Köln befasste sich neben den Tests und Analysen der einzelnen Bauelemente auch mit dem ökologischen Fußabdruck der Solarmodule. Verglichen wurde die Produktion von zwei Solarmodultypen – in Deutschland und China. Ein Aspekt war auch die Untersuchung der Rückgewinnung von Materialien am Nutzungsende. Das Ergebnis: In Deutschland entstehen bei der Produktion ein Viertel weniger Treibhausgasemissionen als in China.
Ein weiterer Bestandteil des Projekts war die Frage, inwiefern nachhaltige Solarmodule auf dem Markt tatsächlich erfolgreich sein können. Um den Erfolg zu erhöhen, müssen wirtschaftliche Strategien und regulatorische sowie politische Rahmenbedingungen berücksichtigt und verbessert werden. In der Praxis haben sich partizipative Workshop-Formate demnach als effektives Instrument bewährt. Die Zusammenarbeit der verschiedenen Akteure muss gestärkt werden – zudem sollte das Augenmerk auf einen Ansatz gelegt werden, bei dem die unterschiedlichen politischen und wirtschaftlichen Ebenen miteinbezogen werden.
Über das Projekt
Das Verbundprojekt „GreenSolarModules“ wurde vom Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE koordiniert. Weitere Projektpartner waren das Fraunhofer-Center für Silizium-Photovoltaik CSP, das Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS und die EXXERGY GmbH (chemisch-thermische Glasbehandlung).
Über den Zeitraum von drei Jahren wurde das Projekt im Rahmen des Programms „Innovationen für die Energiewende“ vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie mit rund 4.368.000 Euro gefördert. (rp)
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