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Fenster als Solarkraftwerke

Solarzellen clever nutzen: In Zukunft nicht nur auf dem Dach

Herkömmliche Solarzellen bestehen aus starren Modulen mit Silizium-Halbleitern. Seit einigen Jahren beschäftigen sich Entwickler mit der organischen Photovoltaik – elektrische, leitfähige Kohlenwasserstoffverbindungen – die einen flexiblen Einsatz ermöglichen. Die Umwandlung von Sonnenenergie in Strom ist damit nahezu an jedem Ort denkbar – so könnten Solarfolien auf Sonnenschirmen, Autodächern, Rucksäcken oder integriert in Gebäude eingesetzt werden. Wie effizient die neue Technologie ist und welche Einsatzmöglichkeiten sich für Ihr Haus und speziell ihr Fenster ergeben, hat Fenster-Preise.net recherchiert.

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Viele Unternehmen haben bereits das große Potential organischer Solarzellen entdeckt und treiben die aufstrebende Technologie stetig voran. Durch die Entwicklung sogenannter Solarfolien oder die Beschichtung von Fenstern mit Solarzellen wäre die Integration von kleinen „Photovoltaikanlagen“ in sämtlichen Außenbereichen eines Gebäudes möglich. Ohne die Ästhetik einer Hausfront oder die Transparenz der Fenster zu beeinträchtigen, könnte die umweltfreundliche Erzeugung von Strom durch Sonnenenergie zukünftig auch abseits des Daches genutzt werden.

Was ist eine organische Solarzelle?

Eine organische Solarzelle – auch Plastiksolarzelle genannt – besteht aus Kohlenwasserstoff-Verbindungen (Kunststoffen), im Gegensatz zu den anorganischen Halbleitermaterialien der bisherigen Solarzellen.

Auch eine Art von Solarfenstern: Bifacial Solarzellen an einem Brückgeländer

Brückenfenster: Bifacial Solar Cells

Der Aufbau einer typischen organischen Solarzelle weist eine Absorberschicht aus einem organischen Halbleiter (Polymere, Moleküle) auf, die auf einer glasähnlichen Schicht aus leitfähigen und lichtdurchlässigen Elektroden aufgebracht wird. Die absorbierten Photonen der Sonnenstrahlen werden durch aufgedampfte Metallelektrode auf der anderen Seite als Ladungsträger gesammelt und als Energie weitergeleitet.

Der Wirkungsgrad liegt noch weit unter dem herkömmlicher Solarzellen, dennoch sind organische Solarzellen aufgrund günstiger Herstellungsverfahren und vielseitiger Einsatzmöglichkeiten derzeit ein aktuelles Forschungsthema.

Wie sinnvoll ist die kommerzielle Anwendung?

Bevor die organische Photovoltaik einen kommerziellen Durchbruch erringt müssen die Effizienz und die Stabilität der Plastiksolarzelle noch deutlich gesteigert werden.Der Wirkungsgrad, mit dem Sonnenenergie in elektrische Energie umgewandelt wird, liegt derzeit unter Laborbedingungen bei maximal 10% und damit deutlich unter dem Wirkungsgrad herkömmlicher Solarzellen, die bis zu 40% erzielen. Das physikalische Potential einer massengefertigten organischen Solarzelle, hinsichtlich der mobilen und flexiblen Stromversorgung, ist aber riesig und auch die Marktpreise werden aufgrund geringer Herstellungs- und Materialkosten relativ niedrig angesiedelt sein.
Forscher des Massachusetts Institute of Technology (MIT) gehen davon aus, dass innerhalb der nächsten zehn Jahre erste Bauteile wie Fenster oder Fassadenelemente im Handel zu sehen sein werden, die mit der stromerzeugenden Folie ausgerüstet bzw. mit organischen Solarzellen beschichtet sind. Heute schon testen Unternehmen wie Thyssen-Krupp oder BASF den kommerziellen Einsatz der Zellen auf Rucksäcken, Handys, Autodächern oder eben auf dem Fenster. Einen sehr interessanten Beitrag zur Entwicklung und zu Einsatzmöglichkeiten der organischen Solarzelle, speziell zum Einsatz der Zellen für Fenster im privaten Gebrauch, stellt der Deutschlandfunk (abrufbar als Audio-Version) bereit.

Lohnt sich der Einsatz in meinem Haus?

Solarzellen clever nutzen: In Zukunft nicht nur auf dem Dach

Gebäudeintegrierte Photovoltaik: Nicht nur auf dem Dach

Glasflächen können in Zukunft relativ kostengünstig mit dem neuen Solarzellenmaterial überzogen werden, so dass der Einsatz bei für neue Fenster sicher bald eine Überlegung wert sein wird. Besonders bei modernen Thermofenstern mit Doppelscheiben könnte eine innere Oberfläche beschichtet werden, womit die schnelle Abnutzung der organischen Schicht durch äußere Wettereinflüsse verhindert wird. Weitere Kosten entstehen jedoch bei der Integration der Fenster-Solarzellen in die elektrische Versorgung des Hauses.

Ein weiterer Vorteil – auch aus ökologischer Sicht sind organische Solarzellen äußerst günstig, da keine zusätzlichen Glas- oder Strukturelemente für die Solarzellenfertigung benötigt werden. Die Herstellung benötigt keine energieaufwändigen Hochtemperaturverfahren und es können bereits existierende Glasflächen der Fenster genutzt werden.

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Mit gebäudeintegrierter Photovoltaik zur Eigenenergieversorgung!

Auch wenn die Plastiksolarzellen heutzutage noch nicht die Patentlösung für alle Energiefragen sind, können diese in den nächsten Jahren kräftig dazu beitragen den Ausstoß von Treibhausgasen zu vermindern. Zur Anwendung für neue Fenster oder Fassadenelementen benötigt es keiner riesigen Investitionen, keiner aufwändigen Dachkonstruktion oder großer Gartenflächen. Auch bestehende Fenster könnten in naher Zukunft mit flexiblen Solarfolien überzogen werden und zur Selbstversorgung des Hauses mit Energie beitragen.

Die sogenannte gebäudeintegrierte Photovoltaik (Building-Integrated Photovoltaics – BIPV) wird mitunter auch wegen der Reduzierung herkömmlicher Solar-Förderungen eine größere Bedeutung bei der Energieversorgung erlangen. Eine ausführliche Übersicht zu Fördersystem der Photovoltaik und allgemeinen Informationen zur Nutzung der Sonnenenergie erhalten Sie auf unserer Partnerseite Rechner Photovoltaik 2011. Experten gehen davon aus, dass die neue Technologie bald auch in Förderprogrammen des Bundes, der Länder oder anderer Institutionen zur Nutzung regenerativer Energien Beachtung findet.

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