15:29 20 Januar 2020
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    Rollos, LKW-Planen und Zelte in Flüchtlingslagern, die Strom aus Sonnenlicht erzeugen? Der Grundstein für solche Entwicklungen wurde am Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme (IKTS) gelegt. Sputnik hat mit den Forschern gesprochen.

    Solartextilien

    Sie glänzen blau im Sonnenlicht und versprechen einen Beitrag zur Klimawende. Jeder kennt die Solarmodule, die Hausdächer und Felder säumen. Doch bald könnte die Photovoltaik-Technologie diese bekannten Terrains verlassen und in Form von Solartextilien ganz neue Bereiche erobern.

    Künftig könnten Glashochhäuser über spezielle Rollos verfügen, die Sonnenlicht zur Stromerzeugung nutzen, ebenso historische Gebäude, an denen keine Solarmodule angebracht werden können. Auch LKW-Planen könnten zusätzlichen Strom während der Fahrt liefern. In Katastrophengebieten und Flüchtlingslagern könnten Zeltlager mit den Textilien bespannt werden und die ohnehin schwierige Versorgungssituation entlasten.

    Das ist die Vision des Fraunhofer-Instituts für Keramische Technologien und Systeme (IKTS) aus Dresden. Die Technologie zur Vision haben die Forscher bereits erfolgreich angewandt. Es handelt sich dabei um die Übertragung einer siliziumbasierten Dünnschichttechnologie, durch die gewöhnlich Siliziumscheiben auf Glasscheiben aufgetragen werden.

    Solartextilien
    © Foto : Fraunhofer-IKTS
    Solartextilien

    Textilien werden mit Silizium beschichtet

    „Wir haben diese Technologie auf flexible Textilien überführt, auf industrielle Glasfiberfasern“, erklärt Jonas Sundqvist, Gruppenleiter für Dünnschichttechnologien am Fraunhofer IKTS, im Gespräch mit Sputnik das Verfahren. Bevor das Silizium aber aufgetragen wird, muss das dünne Gewebe zuerst glatt gemacht werden, dazu wird eine „Einebnungsschicht“ aufgetragen, merkt Lars Rebenklau an, der Gruppenleiter für Systemintegration und AVT am Fraunhofer IKTS ist. Damit die Glasfasern nicht beschädigt werden, mussten die Forscher zudem die Temperatur senken, bei der das Silizium aufgetragen wird.

    Kilometerweise Solartextilien möglich

    „Der Ausgangspunkt des Projektes war, dass man untersuchen wollte, wie man technische Textilien vom Wert her steigern kann“, bemerkt Rebenklau. In der Textilindustrie produzieren Webanlagen durchgehende Stoffe mit einer Breite von mehreren Metern und einer Länge bis zu mehrere Kilometer. Schnell sei man auf die Beschichtung mit Silizium als eine Möglichkeit gekommen.

    Effizienz muss noch steigen

    Die Preise der Stoffe sollen auf diese Weise nicht wesentlich angehoben werden, dafür aber eine ganz neue Funktion hinzukommen. Allerdings ist die bisher im Rahmen des Forschungsprojekts erreichte Effizienz bislang mit 0,1-0,3 Prozent sehr gering. „Um einen sinnvollen Prototypen zu bauen, müssen wir im Bereich fünf bis zehn Prozent sein“, bemerkt Sundqvist.

    Dass Solarmodule für gewöhnlich im Bereich von 20 Prozent liegen, stellt für die Forscher kein Problem dar, denn die Textilien begreifen sich nicht als Konkurrenz, sondern als Ergänzung. „Es gibt einen Anwendungsmarkt, wo diese Textilien ohnehin in Nutzung sind, und die kriegen dann eine zusätzliche Funktion, die die Fertigungskosten nicht in die Höhe treibt, sondern als Bonus Strom erzeugt“, so Sundqvist.

    Jonas Sundqvist bei der Arbeit
    © Foto : Fraunhofer-IKTS
    Jonas Sundqvist bei der Arbeit

    Zur Lebenszeit solcher Textilien lässt sich derzeit noch nichts sagen. Laut Rebenklau läuft aktuell aber eine Untersuchung zur Beständigkeit. Vor allem die Drähte, die die einzelnen Segmente, in die der Stoff eingeteilt wird, miteinander verschalten, könnten eine Schwachstelle sein. Derzeit laufen deshalb Versuche in freier Natur, um die Solartextilien auf ihre Witterungsbeständigkeit hin zu prüfen.

    So viel steht fest: In Solarkleidung wird man so bald wohl nicht durch die Straßen laufen. Zum einen lässt sich die Farbe der Stoffe nicht wirklich kontrollieren – es kommt zum „Regenbogeneffekt“. Zum anderen dürfte eine „Glasfaserjacke“ nicht zu den bequemsten Kleidungsstücken gehören.

    Das Interview mit Forschern des Fraunhofer-IKTS zum Nachhören:

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    Tags:
    Forschung, Solarenergie, Dresden, Deutschland