EU-Forschung öffnet Fenster zu energiesparenden Gebäudeinnovationen

Ultradünne Glasmembranen und tintenstrahlgedruckte organische Photovoltaik (OPV) sind nur einige der energiesparenden Innovationen, die derzeit von EU-Forscherinnen und Forscher entwickelt werden.

Industrielle Technologien

Diese Innovationen wurden im Rahmen des EU-finanzierten Projekts MEM4WIN (Ultra thin glass membranes for advanced, adjustable and affordable quadruple glazing windows for zero-energy buildings) erzielt, das bedeutende Fortschritte bei der Entwicklung einer neuartigen intelligenten Fenstertechnologie vorzuweisen hat, und den Architekten eine Hilfe bei der Konstruktion von Nullenergiehäusern ist. Diese Gebäude produzieren ebenso viel erneuerbare Energie, wie sie an Energie verbrauchen. "Fenster, die Energie steuern und gewinnen können, werden große Auswirkungen auf den Industriesektor haben, solange sie finanziell tragbar sind", sagt MEM4WIN-Projektkoordinator Andreas Mader von Lisec, Österreich. "Die durch dieses Projekt entwickelten Innovationen können für Wohn- und Bürogebäude in jeder beliebigen Klimazone und für Neubauten sowie auch zur Nachrüstung älterer Gebäude verwendet werden." Das im Oktober 2012 ins Leben gerufene Projekt hat eine neuartige Isolierglaseinheit zur rahmenlosen Vierfachverglasung entwickelt, die ultradünne Glasmembranen enthält, die direkt an den Fassaden angebracht werden können. "Durch den Einsatz ultradünner Glasmembranen von weniger als 0,9 mm Dicke bei diesem neuen rahmenlosen Fensterentwurf wird das Gewicht um 50 % verringert", erklärt Mader. "Bei uns wurde viel kommerzielles Interesse an unserem Projekt bekundet; die Vierfachverglasung hat ein Riesenpotenzial. Wir werden das Produkt auf der Messe Frontale 2016 in Nürnberg, Deutschland, vorstellen." Kostengünstige organische Photovoltaik aus Tintenstrahldruckern und integrierte Solarkollektoren ermöglichen Energy Harvesting für die Stromerzeugung und Warmwasser. Der Ersatz von teuren Materialien wie Indium-Titanoxid und Silber durch Graphen und die Nutzung kostengünstiger Bearbeitungsverfahren wie Tintenstrahldruck sollen die Herstellungskosten um etwa 20% senken %. "Der nächste Schritt ist das Drucken dieser OPV-Module mit einem industriellen Tintenstrahldrucker. Dieses Verfahren bietet die perfekte Gestaltungsfreiheit in Kombination mit der Fähigkeit, sehr große Flächen zu bedrucken", sagt Mader. "So kamen etwa OPV-Module beim Deutschen Pavillon auf der Weltausstellung 2015 in Mailand Einsatz, wo mit OPV-Modulen ausgestattete 'Bäume' den Besuchern Schatten spendeten und dabei gleichzeitig Solarenergie erzeugten." Auch bewegliche Mikrospiegelarrays, welche die Energieeffizienz optimieren, sind entstanden. "Diese haben einige sehr deutliche Vorteile", sagt Mader. "Sie sind zwischen den Fensterscheiben vor Wind, Wetter und Schmutz geschützt, und die Miniaturisierung wird die mechanische Stabilität derartiger Bauelemente beträchtlich verbessern. Sie sind außerdem so konzipiert, dass sie über ihre komplette Lebensdauer wartungsfrei sind." Eine weitere Innovation war die Entwicklung eines zuverlässigen Verfahrens zur Fertigung defektfreien transparenten Graphens. Der neue Transferprozess ermöglichte es dem Projektteam, das Graphen im Labormaßstab auf Glas aufzutragen. Graphen ist eine Kohlenstoffschicht von nur einem Atom Dicke, die über beeindruckende Festigkeit, Flexibilität und elektrische Leitfähigkeit verfügt. "Es wurden drei Schichten aus Graphen abgelagert und wir konnten demonstrieren, dass wir mit Graphen funktionsfähige Solarzellen von guter optischer Dichte realisieren können", berichtet Mader. Eine Hochskalierung des Verfahrens wird derzeit untersucht. Das MEM4WIN-Projekt soll im März 2016 endgültig abgeschlossen werden, wonach die Projektpartner Möglichkeiten zur Kommerzialisierung der Technologie untersuchen werden. "Diese Innovationen werden dazu beitragen, den globalen Klimawandel zu verlangsamen und energiepolitischen Herausforderungen Europas anzugehen", sagt Mader. "Zudem wird das Projekt in diesen wirtschaftlich schwierigen Zeiten gleichermaßen die Position Europas auf einem Markt stärken, für den eine enorme Expansion zu erwarten ist." Quelle: Gestützt auf ein Interview mit dem Projektkoordinator.

Schlüsselbegriffe

MEM4WIN, Energieeffizienz, intelligente Fenster, Tintenstrahl-, Null-Energie, Gebäude, erneuerbare Energie, Solarkollektoren, Graphen

Ultra thin glass membranes for advanced, adjustable and affordable quadruple glazing windows for zero-energy buildings

EU-Forschung öffnet Fenster zu energiesparenden Gebäudeinnovationen

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