SI/502531

Schlussbericht

Die Nachfrage nach farbigen Gläsern für Photovoltaik Module steigt stetig, insbesondere durch die Integration von Photovoltaik (PV) in der Fassade. Bis anhin fehlt eine Charakterisierungsmethode, die den Einfluss von farbigen Gläsern in einem PV-Modul auf dessen Leistungsfähigkeit quantifiziert. Das vom SPF eingeführte Prüfverfahren «SPF Zertifikat Solarglas», das den Glaswirkungsgrad von Solargläsern quantifiziert, hat sich in der Industrie als Qualitätsnachweis für Solargläser etabliert. Über den Glaswirkungsgrad wird der Einfluss des Glases, aufgrund dessen solarer Transmission, dessen winkelabhängiger Transmission sowie dessen Alterung durch Solarisation auf den Ertrag einer PV-Anlage bestimmt. Farbige Solargläser für die Photovoltaik können mit dem bestehenden Messverfahren jedoch nicht bewertet werden. Daher wurde im Projekt «CoSoG4PV» ein neuer Messaufbau entwickelt, um das bereits bestehende Prüfverfahren auf farbige Gläser zu erweitern. Bei PV-Modulen ist das Solarglas optisch an die in EVA eingebettete Zelle gekoppelt. Dies stellt die Bestimmung der Leistung von Solargläsern vor eine Herausforderung. Denn bei direkt-hemisphärischen Transmissionsmessungen, z. B. mit einer Ulbricht-Kugel, treten Reflexionsverluste an der Vorder- und Rückseite des Glases auf. Bei PV-Modulen treten durch die optische Kopplung jedoch keine Reflexionsverluste an der Glasrückseite auf, was bei der Bestimmung des Transmissionsgrades berücksichtig werden muss. Mit dem im Projekt «CoSoG4PV» entwickelten Messaufbau wurde das Ziel verfolgt, die spektral-aufgelöste solare Transmission für den im PV-relevanten Wellenlängenbereich für verschiedene Einfallswinkel mit einem Fourier-Transform-Infrarot (FTIR)-Spektrometers zu bestimmen und hierdurch den Glaswirkungsgrad zu quantifizieren. Hierzu musste ein Messkonzept entwickelt werden, bei dem das weisse Licht des verwendeten FTIR-Spektrometers ausgekoppelt und in eine Optikeinheit geführt wird, die sich mit Hilfe eines Goniometers um die polare und azimutale Drehachse bewegen lässt. Zudem musste eine geeignete Kombination aus Strahlquerschnitt der weissen Lichtquelle und Detektor gefunden werden, womit die solare Transmission ohne Reflexionsverluste an der Rückseite gemessen werden kann. Ein Probenhalter musste konstruiert werden, der es ermöglicht, die Glasprobe mit wieder lösbarer Verbindung optisch an den Detektor zu koppeln. Zur Validierung des Messaufbaus wurden klare Gläser mit bereits bekanntem Glaswirkungsgrad, quantifiziert nach dem «SPF Zertifikat Solarglas PV», gemessen und die Resultate verglichen. Aufgrund der guten Reproduzierbarkeit der Ergebnisse konnte gezeigt werden, dass mit dem neuen Messaufbau der spektralaufgelöste solare Transmissionsgrad für variable Einfallswinkel gemessen werden kann.