Solarfenster

Überall sind sie zu finden; Photovoltaikanlagen. Sowohl in Form von kleineren Anlagen auf dem Dach, als auch als große Photovoltaik-Anlage auf freien Flächen. Die PV-Anlage wandelt Sonnenlicht mit Hilfe von Solarzellen in Strom um.

Doch die meisten wissen gar nicht, dass es abgesehen vom klassischen Photovoltaik auch Fenster mit der gleichen Funktion gibt. Diese Fenster erzeugen genauso Strom mit Hilfe von Sonnenlicht. Zusätzlich verwenden sie die gewonnene Energie zur eigenen elektrischen Bedienung, dadurch kann eine problemlose kabellose Montage erfolgen. Die restliche gewonnene Energie der energieautarken Fenster wird in Form von Elektrizität für den zusätzlichen Energiebedarf im Haus verwendet.

Diese Art von Fenstern steigern die Energieeffizienz Ihres Hauses, kombiniert mit einfacher Bedienung und erhöhter Lebensqualität. Dachfenster ermöglichen einen erhöhten Lichteinfall und ein geregeltes Einströmen von Luft innerhalb des Dachgeschosses. So wird eine angenehme, helle Atmosphäre mit einfallenden Tageslicht-Spots und angenehmen Klima erzeugt.

Wie funktioniert Photovoltaik?

Photovoltaik erzeugt Solarenergie und wandelt diese über die Solarzellen in Strom um. In den Solarzellen löst das Sonnenlicht Elektronen aus einem Halbleiter-Material. Dies führt zur Trennung von elektrischen Ladungen, was elektrische Spannung bewirkt. Wenn diese sich über einen Stromkreis ausgleichen können, fließt elektrischer Strom. Dieser Strom kann entweder für den Eigenbedarf des Hauses genutzt werden oder per Einspeisenvergütung verkauft werden. Da der Ertrag für die Einspeisevergütung aber stetig sinkt, sollte die erstere Methode vorrangig in Betracht gezogen werden. Die Glasscheiben der Solarmodule umfassen oft auch VSG oder ESG-Glas. Photovoltaik gibt es als ganze Anlage oder vereinzelte Photovoltaik-Module im privaten Bereich auf dem Dach. Die erzeugte Leistung in Form von Strom hilft Ihnen Kosten zu sparen.

Funktionsweise Solarfenster

Zwischen zwei Glasscheiben befinden sich integrierte Acrylstreifen, welche mit Solarzellen versehen sind. Da diese Fenster energieautark sind und die gewonnene Energie zur eigenen elektrischen Bedienung verwenden, benötigen sie keinen elektrischen Anschluss, Kabel, Steckdose oder ähnliches. Die zur Bedienung benötigte Elektrizität wird in einem Hochleistungs-Akku gespeichert, der restliche Strom landet bei uns in der Steckdose. Aufgrund dieser Eigenschaften können diese Fenster auch problemlos nachträglich, zum Beispiel bei einer Sanierung, eingebaut werden.

Besonders effizient sind diese Fenster als Dachfenster. So können die einzelnen Solarpanele am besten arbeiten. Dort herrscht nämlich die höchste Sonneneinstrahlung. Des Weiteren sorgen sie dafür, dass der dahinterliegende Raum nicht aufgeheizt wird und eine angenehme Innentemperatur vorherrscht. Trotzdem muss mit leichten Sichteinschränkungen gerechnet werden, ähnlich wie bei einer geöffneten Jalousie.

Bedienkomfort

Dachfenster sind oft schwer zur Bedienung und Reinigung zu erreichen, besonders ältere Leute oder Menschen mit körperlichen Einschränkungen treffen dabei auf ein Hindernis im Alltag. Automatische Dachfenster bieten einige Vorteile im Alltag, im Besonderen als Elektrische Fenster die ihren eigenen Strom erzeugen.

Sie können auf automatisierte Öffnung und Schließung zur Regelung des Lichteinfalls und der Lüftung programmiert werden. Die baulichen Anforderungen für Lüftungswerte werden durch diese Automation optimal erfüllt. Bei schlechten Witterungsverhältnissen erkennt der integrierte Regenwächter die Feuchtigkeit und schließt selbständig.

Auch bei der Bedienung kann zwischen verschiedenen Möglichkeiten gewählt werden. Ob per Funksteuerung über eine Fernbedienung, einen Funk-Wandschalter mit passenden Anschluss-Set oder mit dem Smartphone; alles ist möglich. Die Fenster können für den zusätzlichen Sonnenschutz mit Rollläden und Jalousien ausgestattet werden. Diese Zusatzoptionen können auch automatisiert bedient und eingestellt werden.

Bei der Auswahl sollte auch auf die Möglichkeit der einfachen Pflege und Reinigung geachtet werden. Die Solar-Schwingfenster haben einen 180 Grad schwingbaren Flügel, wodurch die äußere Glasfläche leichter erreicht werden kann. Schwingfenster sind optimal für ein geneigtes Dach.

Die Firma Velux bietet diese Solarfenster aus verschiedenen Materialien an, und zwar aus dem Material Holz und Kunststoff. Holz-Dachfenster gibt es in weiß und klar lackiert, Kunststoff-Fenster sind nur in weiß erhältlich.

Wirtschaftliche und energetische Effizienz

Diese Fenster können zwischen 10% und 20% des Strombedarfs eines Gebäudes decken. Durch die gute Isolierung und verminderte Sonneneinstrahlung kann man an Kosten für Heizung sowie Klimatisierung sparen. Zusätzliche Optionen, um den Sonnenschutz zu erhöhen, würden diesen Effekt noch erhöhen. Der Lichteinfall bleibt trotz alle dem gleich. Jedoch sollte beachtet werden, dass bei den Solar-Fenstern erst nach 10 bis 15 Jahren eine Amortisierung eintritt.

Der Preis eines Solarfensters liegt im Vergleich zu einem normalen Fenster beim Doppelten bis Dreifachen. Die KfW bietet für Maßnahmen, welche die Energieeffizienz eines Hauses steigern, verschiedene Förderprogramme in Form von Darlehen mit niedrigen Zinssatz oder Zuschüssen an. Für das erneuern alter Fenster oder den Verbau von Solarfenstern eignen sich der Kredit 270 (Erneuerbare Energien) und das KfW Programm 430 (Energieeffizient Sanieren-Investitionszuschuss). Folgende Voraussetzungen müssen hierfür erfüllt werden:

Vor der Umsetzung muss der Antrag auf Förderung bei der KfW eingereicht sein, dieser Vorgang muss von einem Energieberater betreut werden.
Die neuen Fenster müssen einen UW-Wert von mindestens 0,95 W/m²K erreichen oder diesen unterschreiten. Mit der Wahl einer Dreifach Verglasung ist dies im Regelfall gewährleistet.
Der U-Wert der Fassade des Gebäudes muss höher sein als der des neuen Fensters. Bei Neubauten, nachträglicher Dämmung und Bauten ab 1980 ist dies meistens bereits gewährleistet.

Bei starken Interesse an Förderprogrammen sollten Sie sich direkt an die Kreditanstalt für Wiederaufbau wenden und sich beraten lassen.

Lohnen sich solche Fenster? Wie sieht es mit dem Kosten-Nutzenfaktor aus?

Der hohe Preis sollte Sie nicht direkt vor einem Kauf abschrecken. Die hohen Erwerbskosten lassen sich durch zusätzliche Förderungen senken. Jedoch sollte die finanzielle Rentierung bei dem Kauf eines mit Solar betriebenen Fensters nicht im Vordergrund stehen. Sie sollen für erhöhten Bedienkomfort und Lebensqualität, ohne zusätzlichen Strombedarf mit Hinsicht auf den Schutz der Umwelt, sorgen.

Entwicklungen in der Forschung

Forscher der University of California in Berkeley berichten von der Neuentwicklung eines auch im Dunkeln photovoltaisch aktiven Fensters mit transparenten Solarzellen. Das intelligente Solarfenster kann zwischen einem durchsichtigen und einem verdunkelten, photovoltaisch aktiven Zustand wechseln. In diesem Zustand verfärbt es sich orange-rot. Zur Verdunklung des Fensters wird ein Phasenwandler mit einer Perowskit-Schicht genutzt. Perowskit ist ein Mineral aus der Klasse der Oxide und Hydroxide. Zudem senkt das automatische Abdunkeln Kosten zur Klimatisierung eines Raumes.

Im klaren Zustand lässt das intelligente Fenster 80 Prozent des sichtbaren Lichts hindurch, beim Phasenwechsel noch 65 Prozent. Allerdings wird für den Phasenwechsel eine Temperatur von 100 Grad Celsius gegeben sein und die Perowskit-Schicht zerfällt bereits nach einigen Dutzend Phasenwechseln. Eine Problematik, welche die Umsetzung im Alltag verhindert. Die Forscher arbeiten nun daran, die benötigte Temepratur zu vermindern und die Perowskit-Schicht zu stabilisieren. Trotzdem wird dieser Prozess nie die gleiche Leistung wie die eines klassischen Solarmoduls erreichen. Das neue System kann lediglich 5%, das klassische Solarpanel eine Leistung von bis zu 25% erreichen.

Diese Neuentwicklung könnte somit für die Energieerzeugung bzw. Erzeugung von Strom abgesehen von Fenstern auch bei Gebäude Fassaden aus Glas, Autoscheiben und ähnliches genutzt werden. Würden alle Gasflächen von Fassaden und Fenstern in den USA ersetzt werden, würden 40% des öffentlichen Stroms durch Solarstrom erzeugt werden. Solarstrom, erzeugt durch eine Solaranlage in Kombination mit einem Solarfenster könnte besonders effektiv genutzt werden.

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