PVRe²: Nachhaltige Phtovoltaik

In Zukunft wird Photovoltaik noch nachhaltiger sein: Im Forschungsprojekt „PVRe² – Sustainable Photovoltaics“ haben ACR-Institut OFI – Österreichisches Forschungsinstitut für Chemie und Technik und KIOTO Photovoltaics GmbH gemeinsam mit sieben weiteren Forschungspartnern Methoden entwickelt, um Photovoltaik-Module effizienter zu recyceln und zu reparieren. Außerdem wurden unter dem Schwerpunkt „Eco-Design“ neue Materialien und Verbindungstechnologien erforscht, die die Module nachhaltiger und zuverlässiger machen.

Der Strom, den eine Photovoltaikanlage produziert, ist CO2-neutral, die Solarmodule sind es nicht. Im Projekt PVRe² – Sustainable Photovoltaics hat ein interdisziplinäres Forschungskonsortium knapp drei Jahre lang daran gearbeitet, die Nachhaltigkeit von Photovoltaik zu erhöhen. Jetzt liegen die Ergebnisse vor. Der Ansatz von PVRe² umfasst drei Strategien: Recycling, die Entwicklung neuer, recyclingfähiger, Materialien und schließlich die Reparatur.

Photovoltaik-Module haben aktuell eine Lebensdauer von etwa 25 Jahren. Ist ein Solarmodul defekt oder nicht mehr funktionstüchtig, wird es entsorgt: „Werkstofflich recycelt wird dabei meist nur das Glas. Der Rest gilt als Elektroschrott bzw. Kunststoffabfall und wird entsorgt“, fasst Markus Feichtner, Projektleiter beim Kärntner Unternehmen KIOTO Photovoltaics GmbH den Status Quo zusammen.

a PV-Module im Grünen
b Nahaufnahme händische Messung eines PV-Moduls

„Wir haben den Anspruch, möglichst alle Materialien wieder in einen Materialkreislauf zu bringen und haben in diesem Projekt die Grundsteine dafür gelegt.“

Gabriele Eder, Projektleiterin bei OFI

Um möglichst alle Komponenten recyceln zu können, muss man die Materialien und Materialverbünde kennen und voneinander trennen: Im Rahmen von PVRe² wurden die Lösungsansätze dafür entwickelt. „Wir haben den Anspruch, möglichst alle Materialien wieder in einen Materialkreislauf zu bringen und haben in diesem Projekt die Grundsteine dafür gelegt“, sagt Gabriele Eder, Projektleiterin von PVRe2 bei OFI. „Recycling hat ein enormes Potenzial, um Kosten und Ressourcen zu sparen. Den Ansatz werden wir in nachfolgenden Projekten noch verstärken und hoffentlich weiter in Richtung Umsetzung bringen.“

Die Entwicklung neuer verbesserter Materialien stand bei diesem Projekt im Zeichen der Recyclingfähigkeit. Was nicht wiederverwertet werden kann, soll erst gar nicht in eingesetzt und verbaut werden, so die Idee. Unter anderem wurden in PVRe2 neue Materialien für die sogenannte Einkapselung der Solarzellen entwickelt, die polymeren Schichten, die die Solarzellen umschließen und unter anderem vor Witterungsschäden schützen. „Unsere Forschungsergebnisse sind direkt in die Produktentwicklung eingeflossen – das ist ein Paradebeispiel für angewandte Forschung“, fasst Eder zusammen.

Im Bereich Reparatur wurde zum Beispiel für frühzeitig auftretende Risse in einem bestimmten Typus „Backsheet“ – das ist die schützende Folie auf der Rückseite eines Solarmoduls – ein Reparaturprozess auf Beschichtungsbasis entwickelt. Damit kann die operative Lebenszeit der Module drastisch in Richtung der veranschlagten 25 Jahre erhöht werden. „Jetzt würden wir diesen Ansatz gern in einem Folgeprojekt für weitere Polymer-basierte Backsheets weiterentwickeln“, so Eder. „Unser Fernziel ist es, die Reparaturbeschichtung so weiterzuentwickeln, dass man sie lösungsmittelfrei applizieren kann.“

Für den Standort Österreich sind nachhaltige Technologien entscheidend um Kapazitäten in der Solartechnik wieder aufzubauen: „Es muss dabei der Fokus auf die richtigen Produkte gelegt werden, Stichwort Gebäudeintegration und nachhaltige Konzepte im Sinne des aktiven End of Life-Managements“, so Feichtner. Insgesamt neun Projektpartner waren an dem Projekt PVRe² – Sustainable Photovoltaics beteiligt: Vier Forschungsinstitute und fünf Industriepartner – von Modul-Herstellern über Polymer-Produzenten bis zur Abfallwirtschaft. „Das war herausfordernd, aber auch essenziell für das Projekt, es ist die Grundlage für den Erfolg“, sagt Eder. „Wir haben das sehr gut geschafft.“