TEIL C

SolarhÄuser und solare Bauelemente

Schwerpunkt Solar-Dachschindeln (4)

Weltweite mediale Aufmerksamkeit bekommen Solar-Dachpfannen allerdings erst im Oktober 2016, als Elon Musk in seiner Rolle als Verwaltungsratschef der Firma SolarCity Corp. neue Solarprodukte vorstellt – wie Solarschindeln, die er bereits im August angekündigt hatte. Der potentielle Markt dafür ist riesig. So werden alleine in den USA jährlich 5 Mio. Häuser mit Dachziegeln bedeckt.

Die Vorstellung findet an einer besonderen Location statt: In der Wisteria Lane, am Set der Serie Desperate Housewifes in den Universal Studios in Los Angeles, wo die Solar-Dachziegel auf die Dächer der Häuser des Sets installiert worden waren. Für sein neues Projekt hatte Musks Tesla Motors Inc. im August die SolarCity für 2,6 Mrd. $ übernommen.

Zudem werden im Oktober Pläne für eine Zusammenarbeit mit dem japanischen Elektronikunternehmen Panasonic Corp. zur Herstellung von Solarenergiekomponenten vorgestellt. Diese Vereinbarung vertieft eine bestehende Beziehung zwischen Tesla und Panasonic, die gemeinsam eine 5 Mrd. $ teure Lithium-Ionen-Gigafabrik in Nevada bauen, um Batterien für Elektroautos und Energiespeicherprodukte herzustellen. Die ersten Gemeinschaftsprodukte sollen im Sommer 2017 fertig sein; und bis 2019 will man bei den Modulen die 1-GW-Grenze knacken.

Die Gründung der SolarCity im Jahr 2006 geht übrigens auf einen Vorschlag von Musk an seine Cousins Lyndon und Peter Rive zurück, die das Unternehmen seitdem operativ führen. Musk investierte damals auch einen Teil seines eigenen Vermögens in die Firma, um die Vision einer umweltfreundlicheren und sonnenbasierten Energieversorgung der USA voranzutreiben.

In Kombination mit seiner im Frühjahr 2015 präsentierten Hausbatterie Powerwall sollen die PV-Dachziegel eine von fossilen Kraftstoffen freie Energienutzung in Häusern ermöglichen. Sie würden zudem länger halten, besser aussehen, weniger kosten und eine bessere Dämmung ermöglichen als die üblichen Dächer in den USA. Die Produktion der Zellen und Module durch Panasonic soll 2017 in der Fabrik von SolarCity in Buffalo, New York, beginnen, welche SolarCity durch den Erwerb des Solarherstellers Silevo Inc. im Jahr 2014 für 200 Mio. $ übernommen hatte.

Die neuen Dachziegel aus gehärtetem Glas soll es in vier Design-Ausführungen geben: als Terracotta, Tonziegel, Schieferfliese und glatte Glasfliese. Zunächst soll allerdings nur eine Variante auf den Markt kommen. Die restlichen folgen dann nach und nach, wenn die Produktion erfolgreich angelaufen ist. Eine Beschichtung, die den Wirkungsgrad erhöhen und die Haltbarkeit verbessern soll, entwickelt Tesla zusammen mit 3M.

Außerdem lassen sich in die einzelnen Dachziegel Heizelemente integrieren, damit diese von Schnee befreit werden und auch im Winter Energie erzeugen können. Zudem wiegen Teslas Solarschindeln nur ein Fünftel so viel wie herkömmliche Schindeln. Details über Kosten, Leistung, Finanzierung oder das Geschäftsmodell gibt es bislang nicht. Ein Dach aus den stromproduzierenden Ziegeln sei jedoch günstiger als ein herkömmliches Dach mit darauf installierten Solarpaneelen.

Interessanterweise hatte die Immobiliengruppe Glenvill schon im Juli 2016 bekanntgegeben, daß sie in Australien die weltweit erste ‚Tesla-Stadt‘ bauen wird, einen kleinen Vorort vor Melbournes Geschäftsviertel, in dem jedes Haus ein Solardach und eine Powerwall von Tesla haben wird. Sein Name YarraBend bezieht sich auf den Yarra River, der durch die Gemeinde fließt.

Der Vorort soll insgesamt 2.500 neue Wohnungen in einer Kombination aus Einfamilienhäusern, Reihenhäusern und Wohnungen umfassen, und die Bewohner können damit rechnen, daß die Solardachmodule genügend Strom erzeugen, um auch die Elektroautos der Besitzer kostenlos aufladen zu können.

Ende Dezember folgt die Nachricht, daß Panasonic mehr als 256 Mio. $ in die Solarzellenfabrik in Buffalo investieren wird, wo die Produktion von PV-Zellen und -Modulen im Sommer 2017 aufgenommen werden soll. Die Fabrik wird nun Gigafactory 2 genannt.

Tatsächlich beginnt Tesla im Mai 2017 damit, Vorbestellungen für die Solar-Dachziegel anzunehmen, bei denen eine Anzahlung in Höhe von 1.000 $ fällig wird. Anhand dieser Vorbestellungen soll entschieden werden, welche der vier o.g. Dachziegel-Varianten als erstes produziert werden. Angedacht ist, daß als erstes graue, glatte Glasfliesen und schwarze, strukturierte Glasfliesen verfügbar sein werden, während die anderen Modelle im nächsten Jahr folgen sollen. Die Installation soll bereits im Juni in Kalifornien beginnen.

Und nun wird erstmals auch ein Preis genannt. Demnach wird das Produkt 21,85 $ pro Quadratfuß (~ 930 cm²) kosten, wobei jedes Solarmodul – mit zwei Zellen pro Schindel – eine maximale Leistung von 6 W hat. Wenn man die Energieeinsparungen und Steuergutschriften berücksichtigt, ist das fast 20 % billiger als ein normales Dach. Ein zusätzlicher Vorteil des Tesla-Solardachs ist, daß es stabilerer als ein herkömmliches Dach sein soll. Zudem bietet das Unternehmen eine unbegrenzte Garantie auf die Fliesen.

Nicht überraschend, übersteigt die Nachfrage massiv die Erwartungen. So gehen bis Ende des Monats so viele Bestellungen ein, daß die Produktion bereits bis Ende 2018 hinein komplett ausgelastet ist.

Außerdem nimmt Tesla nun auch normale Solarpaneele in sein Programm auf – als elegante Alternative für Häuser mit bereits bestehenden Dächern. Es handelt sich um schlanke und flache 325 W Module, die einfach zu installieren sind und sich besser in das Dach integrieren lassen als herkömmliche Modelle. Der nahtlose Look wird durch integrierte Frontschürzen und unsichtbare Befestigungsmittel erreicht, die ursprünglich von Zep Solar stammen, einem Montagegerätehersteller, den SolarCity vor der Übernahme durch Tesla erworben hat. Auch die Produktion der Paneele soll bereits in diesem Sommer aufgenommen werden.

Im Juni erscheint in den Fachblogs ein längerer Insiderbericht über das Solardach der SolarCity. Demnach wurde ab Ende 2015 von einem Team der Zep Solar innerhalb der Forschungs- und Entwicklungsabteilung von SolarCity ein integriertes Stehfalz-Metalldach mit dem Namen Steel Pulse entwickelt, mit im Dach selbst eingebauten Solarzellen.

Als Elon Musk das Produkt im September 2016 zum ersten Mal auf dem Dach eines Kunden sah, soll er es wegen seiner mangelnden Ästhetik jedoch als „ein Stück Scheiße“ bezeichnet haben. Zudem zeigte sich, daß die Solardächer nicht wirklich funktionsfähig waren. Die Idee hingegen gefiel Musk. Tesla gibt dieses Projekt daraufhin auf und wechselt zu überlappenden Solarziegeln. Und so werden im August die ersten neuen Solardächer installiert – allerdings ausschließlich bei gut einem Dutzend Tesla-Mitarbeitern. Auch das Haus von Musk selbst wird mit den stromproduzierenden Dachziegeln ausgestattet.

Zeitgleich wird der SolarCity Corp. ein Patent namens ‚Systems, Method, and Apparatus for Curing Conductive Paste‘ erteilt, bei dem es um ein System zum Aushärten von leitfähiger Paste geht, die auf Photovoltaikstrukturen aufgebracht wird. Dabei kann das System in einer Ausführungsform einen Waferträger zum Tragen einer Vielzahl von Photovoltaikstrukturen und eine Heizung beinhalten (US-Nr. 9.748.434, beantragt 2016).

Wie wirkungsvoll der Einfluß ist, der durch die Marke Tesla ausgeübt wird, zeigt sich in dem ebenfalls in diesem August veröffentlichten Design des Alavi House, einem Wohnhaus für Isfahan im Iran. Da es das m.W. erste architektonische Konzept ist, das sich explizit auf die neuen und fast unsichtbaren Tesla-Solarzellen bezieht, soll es hier etwas näher betrachtet werden. Zudem es in diesem Kapitelteil ja um Solararchitektur geht.

Der Entwurf des Teheraner BMDesign Studios verfügt über eine funktionsfähige Doppelhaut zur Förderung der natürlichen Heizung und Kühlung – mit Ausnahme der Doppelhaut auf dem Schrägdach, dessen äußere Lamellen mit Solarschindeln verkleidet ist, welche 30 cm über dem Dach installiert sind. Auf das 194 m² großen Solardach sollen 104 Solarmodule mit einer Leistung von mindestens 29.000 kWh pro Jahr passen.

Die steuerbaren, beweglichen Lamellen lassen sich aufklappen, damit die Sonne das Betondach erwärmen und den Innenraum erwärmen kann. Auf der Abbildung sind nur einige davon geöffnet. Alternativ schließen sich die Lamellen an wärmeren Tagen, um Schatten zu spenden und gleichzeitig die Bedingungen für die Gewinnung von Sonnenenergie zu optimieren. Dadurch soll das Haus sogar mehr Energie produzieren als es benötigt.

Das 550 m² große, in Beton ausgeführte und nach seinen Kunden benannte Alavi-Haus ist für einen Standort am Fuße der Zagros-Bergkette am Rande einer Wüste vorgeschlagen. Aufgrund des trockenen Klimas nutzen die Architekten die vorherrschenden Winde aus dem Süden und Südwesten, um die Form und Richtung des Daches zu bestimmen. Damit können effektive Unterdruckzonen geschaffen werden, die helfen, das Gebäude fast das ganze Jahr über natürlich zu belüften. Immergrüner Bäume und ein Innengarten wirken als Luftreiniger.

Um natürliches Licht und Blicke auf den Kirschgarten und die Berge zu ermöglichen, umschließen Isolierverglasungen das Gebäude auf der Südseite. Im Erdgeschoß befinden sich die Gemeinschaftsbereiche, die ein Fernsehzimmer, eine Küche, ein Eßzimmer und ein Badezimmer beinhalten. Diese sind mit einem landschaftlich gestalteten Innenbereich und einem Pool verbunden, der neben dem Außenpool liegt. Im Obergeschoß befinden sich zwei Hauptschlafzimmer und eine Bibliothek.

Ende August beginnt in der Gigafactory 2 in Buffalo die Produktion der Solardachziegel. Bislang waren sie in nur geringem Umfang im kalifornischen Fremont produziert worden. Tatsächlich dauert es aber bis Dezember 2017, bis auch offiziell mit der Herstellung der Fliesen angefangen werden kann. Ebenso wird bei den ersten Vorbestellern mit den Vorbereitungen für die Installation begonnen.

Im April 2018 ist es dann soweit, Tri Huynh in der Bay Area als einen der ersten Kunden zu präsentieren, die das komplette nachhaltige Tesla-Energiepaket besitzen. Sein Dach ist mit den Solarschindeln gedeckt, der dort produzierte Strom kann in Powerwalls gespeichert und u.a. von einem Tesla Model 3 genutzt werden. Auch andere Erstkunden versenden begeisterte Twitter-Meldungen über ihre neuen Anlagen.

Nun wird auch etwas klarer, was die Installation der Solardachziegeln tatsächlich kostet. Huynh benötigte eigenen Angaben zufolge ein neues Dach. Eine konventionelle neue Abdeckung mit darauf installierten klassischen Solarmodulen hätte ihn 70.000 $ gekostet. Er entschied sich stattdessen für die Lösung von Tesla und zahlte 100.000 $, bekam dafür aber auch noch drei Energiespeicher mit einer Kapazität von 40 kWh.

Um das alte Dach abzutragen und die neuen Solarschindeln zu installieren, waren 10 – 15 Personen rund zwei Wochen lang beschäftigt. Dieser recht hohe zeitliche und personelle Aufwand ist einer der Gründe, weshalb Neukunden mit einer langen Wartezeit rechnen müssen. Zumal Tesla Schwierigkeiten hat, eine ausreichende Anzahl gut ausgebildeter Handwerker zu finden.

Einer im Mai 2018 veröffentlichen Patentanmeldung zufolge hatten Tesla und Panasonic, um die neuen Schindeln realisieren zu können, ein neuartiges Glas mit kleinen Lamellen entwickelt, die das Glas von der Straße aus betrachtet undurchsichtig erscheinen lassen, es aber gleichzeitig für das Sonnenlicht transparent halten. Die genaue Anordnung ist auf der entsprechenden Abbildung in der Patentschrift zu erkennen (US-Nr. 2018/0122973, angemeldet 2017).

Um das System zu dimensionieren, hat Tesla Fliesen mit und ohne Solarzellen entwickelt, im Wesentlichen alle gleich aussehen. Für kleinere Systeme verwendet Tesla einfach weniger Fliesen, die die eigentlichen Solarzellen enthalten.

Im Juli erscheint ein 16-minütiges Video, das von Tesla gemeinsam mit dem California Department of Forestry & Fire Protection (CalFire) gedreht wurde um Feuerwehrleuten die neue Technik zu erklären, alleine schon deshalb, weil die Dachfläche aus schlagfestem Glas wesentlich stärker ist als herkömmliche Dachbaustoffe. Das von Advanced Extrication produzierte Video soll Feuerwehrleuten beibringen, wie man mit einem Tesla-Solardach umgeht, ohne einen elektrischen Schlag zu bekommen oder davon abzurutschen.

Bevor der zerstörerische Prozeß der Dach-Demontage beginnt, zeigt das Video, wie die Drähte unter den Schindeln verlaufen, um den aufgenommenen Strom an den Wechselrichter weiterzuleiten, sowie wie die Schindeln selbst montiert sind. Jeweils drei von diesen bilden eine Fliese, die auf vier Kunststoffelementen entlang der Oberkante montiert ist und sich nach oben klappen läßt.

Da die Spannung mit etwa 16 V Gleichstrom pro Satz von drei Schindeln relativ niedrig ist, und diese auch nicht geerdet sind, kann die Axt eines Feuerwehrmannes ohne Angst vor einem elektrischen Schock durch die Fliesen und den Draht schlagen. Das Video zeigt dann, wie die Fliesen auf verschiedene Weise ‚deinstalliert‘ werden können: mit der o.e. Axt, mit einer Stange mit einem Hakenende und mit einer Motorsäge.

Einer Meldung im August zufolge hat die Gigafactory 2 Schwierigkeiten bei der Produktion – wegen ‚Fließbandproblemen‘ und der besonderen Herausforderung, die ästhetischen Wünsche von Musk zu erfüllen. Die Mitarbeiter arbeiten daher hart daran, den Produktions- und Installationsprozeß zu vereinfachen, bevor weitere erhebliche Mittel in die Fabrikautomatisierung investiert werden.

Nachdem der Start der Massenproduktion zunächst vom Sommer 2017 auf den Sommer 2018 verschoben worden war, soll es nun im Folgejahr tatsächlich so weit sein. Berichten im Mai 2019 ist allerdings zu entnehmen, daß die große Mehrheit der bislang in Buffalo produzierten Solarzellen an einen großen asiatischen Kunden exportiert werden, anstatt wie ursprünglich vorgesehen in der Unternehmensmarke SolarRoof verwendet zu werden.

Die Einführung der Solarschindeln verlief beträchtlich langsamer als das Unternehmen ursprünglich erwartet hatte, und die Solarschindeln wurden bisher auf nur einer Handvoll Dächer in den USA installiert. Daten des Bundesstaates Kalifornien zeigen, daß bis Ende Februar von den drei staatlichen Versorgungsunternehmen erst 21 Solardachsysteme angeschlossen worden sind. Und nur wenige andere wurden im Nordosten des Landes verbunden. Außerdem wurden bisher nur die texturierten Solardachziegel auf den Häusern der Kunden installiert.

Nachdem Tesla sein Solarvertriebsteam stark verringert und seine Handelsbeziehungen zu Home Depot beendet hatte, kündigte die Firma im April einen Plan an, um der Abwärtsspirale entgegenzuwirken, indem sie niedrigere Preise auf standardisierten Dachsystemen anbieten und die potentiellen Kunden dazu verpflichten wird, die Solarprodukte online zu bestellen. Der Preis für die Module inklusive Installation wird auf rund 1,99 $/W gesenkt.

Als Kyle Field auf dem Blog cleantechnica.com im Juni 2019 seine Berechnungen als zukünftiger Kunde des Tesla-Solardachziegelsystems vorstellt, geht er vom Durchschnitt aus fünf Vergleichsangeboten lokaler Auftragnehmer für ein neues Metalldach aus: 37.865,80 $.

Bezogen auf das 10,59 kW Tesla-Solardach, das 70.375,23 $ vor den Vergünstigungen und 58.603,04 $ mit ihnen kosten wird (also 20.737,24 $ mehr als das reine Metalldach) – und bezogen auf die Kosten für Haushaltsstrom in Kalifornien, errechnet Field, daß das Solardachsystem über seine 25-jährige garantierte Lebensdauer Strom im Wert von 73.436,14 $ erzeugen sollte.

Gegengerechnet kommt er zu dem Schluß, daß die Kosten für die Installation eines einfachen Metalldaches sowie den Kauf des Äquivalents des vom Tesla-Solardachsystem erzeugten Stroms 111.301,94 $ betragen würden, also fast das Doppelte der mit 58.603,04 $ angesetzten Kosten für das Solardach.

Ebenfalls im Juni wird das SolarRoof von dem amerikanischen International Code Council Evaluation Service (ICC-ES) nach dem California Building Code, dem California Residential Code, dem internationalen Baurecht sowie dem internationalen Wohnungsrecht zertifiziert.

Im Juli  bestätigt Musk auf Twitter, daß das Unternehmen daran arbeitet, die Produktion der Solardachziegel bis Ende des Jahres auf 1.000 Dachanlagen pro Woche zu steigern. Über die angekündigte Version 3 der Solardachziegel ist noch nicht viel bekannt. Die bisherigen Modelle haben mit ~ 18 % einen relativ niedrigen Wirkungsgrad, der sich durch den Einsatz besserer Solarzellen auf bis zu 23 % steigern ließe. Was zu einer höheren Stromerzeugung und schnelleren Amortisation für die Hausbesitzer führen würde.

Im August 2019 folgt die Meldung, daß Tesla Hausbesitzern eine neue, bessere Möglichkeit zur Geldeinsparung bietet, indem sie die Paneele, welche durch die Tochter SolarCity installiert werden, gegen monatliche Zahlungen mieten anstatt sie zu kaufen. Dafür gibt es keine Installationskosten, keine langfristigen Verträge und die Möglichkeit, die monatliche Zahlungen jederzeit zu stornieren. Allerdings wird das Unternehmen eine Gebühr von 1.500 $ erheben, um das System wieder vom Dach zu entfernen und dieses in den Originalzustand zurückzuversetzen.

Die Tesla-Module gibt es in drei Größen: ein kleines 3,8 kW Solarmodul für 50 $ pro Monat, das durchschnittlich 10 – 14 kWh pro Tag erzeugt; ein mittleres 7,6 kW Modul für 100 $ pro Monat, das 19 – 28 kWh pro Tag liefert; oder ein großes 11,4 kW Modul für 150 $ pro Monat, das 29 – 41 kWh pro Tag liefert. Das Mietprogramm für Solarmodule gibt es zu diesem Zeitpunkt in sechs Staaten: Arizona, Kalifornien, Connecticut, Massachusetts, New Jersey und Neu Mexiko.

Zudem werden Tesla im August 2019 mehrere Patente erteilt. Eines namens ‚Non-flat solar roof tiles‘ (US-Nr. 2019/245478, angemeldet 2018) beschreibt einige der Strategien zur Implantation von flachen Solarzellen in gekrümmte Dachziegel, die wie traditionelle spanische Dachziegel aussehen. Hierzu wurde eine Fliese entwickelt, die auf der freiliegenden Oberfläche abgerundet, auf der Innenseite aber flach ist, um flache Streifen von Solarzellen aufzunehmen.

Unter ‚Process to make textured glass‘ werden einige Optionen für verschiedene Fliesen-Fertigungstechniken beschrieben (US-Nr. 2019/241455, angemeldet 2019); während ein weiteres Patent den Namen ‚Hidden ultrasonic sensor assembly‘ trägt (US-Nr. 10.393.864, angemeldet 2015). ‚Hinged building integrated photovoltaic roof tile modules‘ (US-Nr. 2019/0267932, angemeldet 2019) betrifft wiederum einen Klapprahmen mit integrierter Verkabelung, der die physische Installation beschleunigen und die Verkabelung von Solardachziegeln, falls vorhanden, deutlich vereinfachen soll. Diese Designtechniken sollen vermutlich eingesetzt werden, wenn sich die Produktion auf die erste kommerzielle Version dieser Ziegel zubewegt.

Und noch etwas passiert in diesem Monat: Der amerikanische Einzelhandelskonzern Walmart verklagt den Tesla wegen brennender Solarpaneele, welche die Tesla-Tochter SolarCity seit 2010 auf insgesamt 224 Walmart-Supermärkten errichtet hatte. Laut Medienberichten hätten die Aufdachanlagen in sieben Fällen gebrannt, was zu Millionen von Dollar an Bauschäden und Umsatzeinbußen führte.

Als Grund wird angeführt, daß SolarCity die Anlagen nicht richtig gewartet habe. Und daß Tesla keine genauen Zeichnungen der Solarmodule hatte, keine Verfahren, um das Problem zu lösen, und keine Mitarbeiter, die in der Inspektion oder Reparatur geschult waren. Als Teil der angestrebten Abhilfe will Walmart nun seinen Solardachvertrag mit Tesla kündigen und die Firma dazu zwingen, alle Aufdachanlagen zu entfernen, die auf den Walmart-Stores installiert sind. Wohlgemerkt handelt es sich dabei nicht um die Solar-Schindeln – und Walmart läßt die Klage gegen Tesla und deren Tochtergesellschaft SolarCity im Zuge eines Vergleichs im November fallen.

Was die angekündigte Version 3 der Solardachziegel anbelangt, die mit ca. 30 x 114 cm  signifikant größer als ihre Vorgänger ausfallen – was die Anzahl der Teile und Baugruppen und damit auch den Installationsaufwand reduziert –, so wird im Oktober 2019 bekannt, daß dadurch die Leistungsdichte erhöht, die Kosten gesenkt und die Herstellbarkeit gesteigert werden konnte. Andererseits gibt es eine Reduzierung der Garantiezeit von 30 auf 25 Jahre. Und es wird zugegeben, daß die ersten beiden Versionen nicht für die Großfertigung bereit waren. Geliefert hat Tesla aber noch immer nicht.

In der Zeit, in der Tesla – zumindest medial – den Markt der Solar-Schindeln aufmischt, betreten noch weitere Mitbewerber die Szene.

Auf der Intersolar Europe im Juni 2017 zeigt beispielsweise die 2015 in Solingen gegründete Firma paXos Consulting & Engineering GmbH & Co. KG mit Sitz Monheim am Rhein ihre neuen, erst im Januar patentierten Solardachpfanne MH. Das junge Unternehmen für Ingenieurdienstleistung und Beratung, das unter dem Dach der paXos Management GmbH agiert, befaßt sich daneben noch mit den Themenbereichen Elektromobilität, Ladesäulen und Lastenfahrräder.

Bei dem patentierten Produkt ist die ganze Verkabelung in die Dachplatten integriert, weshalb diese lediglich zusammengesteckt werden müssen. Besonders clever: Als Stecker dient ein über Jahre etabliertes und erwiesenermaßen sehr stabiles Bauteil aus der Autoindustrie. Zudem haben die Solardachpfannen die gleichen Abmessungen und das gleiche Gewicht wie vergleichbare Dachpfannen aus Ton, sind aber erheblich stabiler, langlebiger, besser begehbar und sturmsicherer.

Ebenfalls sehr speziell ist, daß in den Dachpfannen, die in verschiedenen Designs und Farben gestaltet werden können, nicht nur PV-Zellen integriert sind, deren Nennleistung 144 W/m² (andere Quellen: 150 W/m²) beträgt, sondern daß durch die Bildung eines Luftkanals für eine Hinterlüftung und damit Kühlung der Solarzellen angewärmte Luft entsteht, die mittels einer Wärmepumpe zur Brauchwassererwärmung oder Fußbodenheizung genutzt werden kann. Die hierbei erzielbare Wärmeernte wird mit 300 W/m² angesetzt.

Nun sucht die Firma nach Investoren sowie einem Industriepartner, um die Fertigung zu starten. Ein Vertriebspartner aus der Energiebranche steht schon bereit.

Im Februar 2018 folgt die Meldung, daß die paXos gemeinsam mit dem kommunalen Versorger RheinEnergie die sich in der Prototypenphase befindliche Solardachpfanne VH auf ihre Industrialisierbarkeit prüft. Mitte des Jahres wollen die beiden Partner ein Musterhaus mit den Solardachpfannen ausstatten. Um das Produkt weiter zu entwickeln und Mitte 2019 mit der Serienproduktion beginnen zu können, übernimmt die RheinEnergie alle Patente und investiert einen zweistelligen Millionenbetrag.

Im Oktober 2017 macht das in Ft. Lauderdale ansässige Unternehmen 3 IN 1 Roof Inc. (früher: Eternatile Inc.) von sich reden, das von dem Dachdecker Carmen R. Bellavia gegründet wurde. Mit der der Entwicklung seiner solaren Dachsysteme beginnt er im Jahr 2009.

Nachdem der Hurrikan Irma im September 2017 einen großen Teil der Wohnhäuser in Florida verwüstet hatte, stellt 3 IN 1 nun ein Konsortium aus über 1.000 Dachdeckungs-Lizenznehmern, Versicherungsgesellschaften und Projektfinanzierungsinstitutionen zusammen, die mittels satellitengestützter Technologien für schnelle und professionelle Dachschätzungen den größten Teil Floridas mit den Solardächern des Unternehmens sanieren sollen.

Das 3 IN 1 Dach hat eine patentierte, langlebige Polyurethanausführung mit Solarmodulen, die einfach zu installieren und zu ersetzen sind, ohne die Dachziegel zu beschädigen. Der isolierende Schaumkern schützt die Unterkonstruktion vor Hitze- und Kältezyklen und verhindert so die Kondensation. Das Dachsystem kann zudem Winden von bis zu 320 km/h standhalten, was höher als bei einem Hurrikan der Kategorie 5).

Bislang hat die Firma allerdings erst eine einzige Installation abgeschlossen, die sich seit zwei Jahren auf einem Haus befindet, während das Produkt weiter optimiert und die Herstellungsmöglichkeiten verbessert werden. Das Unternehmen rechnet vor, daß sein Angebot pro Quadratmeter etwa 11 $ weniger kosten wird als Teslas Solardach. Aufgrund der hoch UV-beständigen Oberfläche und der langlebigen Schaumstoffisolierung sollten 3 IN 1 Dächer dreimal länger halten als herkömmliche Produkte.

In einem Fachbericht vom August 2018 wird das 3 IN 1 Dach als das „effizienteste Sonnensystem aller Zeiten“ bezeichnet. Zwischen den Morgen- und Nachmittagsstunden sei es in etwa genauso effizient wie Solarmodule, die über traditionelle Bedachungen installiert werden. Nach 15 Uhr ist der Leistungsunterschied mit einem plus von ca. 23 % jedoch beträchtlich. Dies liegt daran, daß eine traditionellen Dachdeckung zwischenzeitlich so viel Wärme von der Sonne aufgenommen und gesammelt hat, daß sie Oberflächentemperaturen von weit über 65°C Grad erreicht, welche die Effizienz der Module beträchtlich schmälern.

Im Mai 2019 erwähnen die Blogs, daß eine Tabelle für potentielle Kunden auf der 3 IN 1 Website darauf hindeutet, daß das Dachsystem für nur 2,89 $/W installiert werden kann.

Der erwähnte Vorläufer Eternatile Inc. mit Sitz in Pompano Beach, Florida, war im August 2010 von Bellavia gegründet worden, um seinen zum Patent angemeldeten Solar-Dachziegel unter den Namen EternaTile und EternaG zu vermarkten (US-Nr. 2011/0094169, veröffentlicht 2011, vgl. US-Nr. 9.038.330 angemeldet 2014, erteilt 2015). Es wurden zwei Serien von Prototypen hergestellt, doch weiter scheint die Angelegenheit damals nicht fortgeschritten zu sein.

Mitte April 2018 stellt die Hanergy Holding Group Ltd. in Peking ein neues Produkt namens HanTile vor, eine 5,2 kg schwere, einschichtige 25 W Glas-Dachfliese, die Hanergys flexible CIGS-Dünnschicht-Solarzellen der neunten Generation integriert. Neben herkömmlichen Dreibogenziegeln werden auch halbkreisförmige Versionen im orientalischen Stil, flache SOLARtile sowie mehrfarbige Ausführungen präsentiert, um den ästhetischen und individuellen Bedürfnissen verschiedener Gebäude zu entsprechen.

Die Hanergy-Gruppe, ein multinationales Unternehmen für saubere Energieerzeugung, begann vor gut 25 Jahren und entwickelte sich zum weltweit größten Unternehmen für Kupfer-Indium-Gallium-Selenid-(CIGS)-Dünnschichtsolarzellen mit einer installierten Kapazität von über 6 GW weltweit.

Die flexiblen und glasbasierten großflächigen CIGS-Dünnschichtmodule von Hanergy, die von den Tochtergesellschaften Solibro in Deutschland und MiaSolé in den USA produziert werden, erreichen Weltrekordhöhen von 18,72 % bzw. 19,4 %. Module mit der Gallium-Arsenid-(GaAs)-Technologie von Alta Devices, der kalifornischen Tochtergesellschaft von Hanergy, erreichen einen Wirkungsgrad von 29,1 %.

Die für die USA zuständige Hanergy Thin Film Power America Inc. war 2010 als Tochtergesellschaft mit Sitz in Burlingame, Kalifornien, gegründet worden. Sie bietet die schlüsselfertige Entwicklung von Solarprojekten an und verkauft Solarprodukte, die von anderen Hanergy-Tochtergesellschaften hergestellt werden. Im Februar 2014 wird die Hanergy vom MIT Technology Review als eines der 50 intelligentesten Unternehmen der Welt ausgewählt – als bislang einziges chinesisches Energieunternehmen, das so ausgezeichnet wurde.

Im März 2019 gewinnt die Hanergy für ihre innovativen Dünnschicht-Solarprodukte mehrere iF Design Awards, darunter auch für die beiden Versionen der HanTiles. Zudem wird bekannt, daß die Firma seit 2018 mehrere große HanTile-Aufträge erhalten hat, darunter einen Auftrag über 130 Mio. $ aus Japan, einen über 10 Mio. $ aus Malaysia und einen über 8 Mio. $ aus Südkorea. Es scheint also, als daß sich Solarschindln dort einer großen Beliebtheit erfreuen – und bei der immensen Produktionskapazität der Hanergy-Gruppe ist es fraglich, ob andere Mitbewerber auf den Weltmarkt mehr als Nischen besetzen können, einschließlich Tesla.

Ende September 2018 stellt die im kalifornischen La Verne beheimatete Firma Sunflare auf der Solar Power International 2018 in Anaheim Prototypen ihrer neuen Dünnschicht-Solardachschindeln vor. Das Unternehmen, das seit 2009 im Bereich PV-Design und -Produktion tätig ist und sich als die erste Firma bezeichnet, die erfolgreich leichte, dünne, flexible und langlebige CIGS-Solarpaneele in Serie herstellt, bietet bereits seit 2017 für Aufdachanlagen konzipierte flexible Solarmodule an, die einfach auf Dächer aufgeklebt werden.

Die nun präsentierten drei Schindelversionen, die auf einem vierzelligen, 180 W starken CIGS-Design basieren, sind mit leichten Polymerplatten bedeckt, mit einrastbaren elektrischen Steckverbindern und 100 %-iger Wasserdichtigkeit ausgestattet, können mit den üblichen Dachdeckungsmethoden installiert werden und haben eine 25-jährige Garantie.

Ansonsten liegen noch nicht viele Informationen über dieses, zum Patent angemeldete Produkt vor. Die Sunflare rechnet damit, ihre Solardachschindel irgendwann im Jahr 2020 oder 2021 auf den Markt zu bringen. Tatsächlich berichten die Fachblogs im Dezember 2018, daß das schwedische Solarenergieunternehmen Midsummer AB von der Sunflare einen Auftrag über Anlagen zur Herstellung von Dünnschichtsolarzellen im Wert von über 7 Mio. $ erhalten habe. Die Produktionsanlagen sollen in einer neuen Solarfabrik in China installiert werden, die im Folgejahr eröffnet wird.

Die jüngste Meldung beim aktuellen Update bezieht sich auf das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE) in Freiburg, wo ein Klebeverfahren zur Verschaltung von Silizium-Solarzellen für die industrielle Produktion von Schindelmodulen entwickelt wurde. Da sich Schindelzellen aufgrund von mechanischen Spannungen nicht konventionell verlöten lassen, können zuverlässige und robuste Schindelstrings nur durch eine Klebetechnologie hergestellt werden.

Wie im Januar 2019 veröffentlicht wird, ist der am ISE installierte industrielle Zell-Stringer der Firma teamtechnik Maschinen und Anlagen GmbH deutschlandweit einzigartig und bietet verschiedenste Möglichkeiten für die Prototypenfertigung hocheffizienter Module. Die Experten des ISE arbeiten nun an der Optimierung der Klebstoffmenge und des Zelldesigns sowie an der Erschließung neuer Anwendungsfelder. Die Entwicklungsarbeiten werden durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie gefördert.

Als nächstes geht es mit den der Chronologie der Solarhäuser weiter.

 

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