Kurzbeschreibung
(Deutsch)
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Das Hauptziel des Projektes PanelPV ist es, visuell attraktive Fassadenelemente zu entwickeln, die So-larstrom zu annehmbaren, marktkonformen Kosten produzieren werden. Das Projekt zielt auf die Ent-wicklung neuer Fassadenelemente mit integrierter PV auf Basis von Sandwichplatten von Panelen Hol-land und CIGS-basierter PV-Folie von Flisom ab. Im Projekt werden beide zu einem neuen, energieer-zeugenden Fassadenelemente integriert. Zusätzlich wird eine Technik entwickelt, um die PV-Folie licht-durchlässig zu machen. Das ermöglicht, dass das integrierte Produkt die gleiche Farbe zeigt wie die da-runterliegende Sandwichplatte. Dies gibt dem Produzenten der Sandwichplatten volle Freiheit in der Farb- oder Druckauswahl. Im Rahmen des Projekts wird eine Demo-Fassade hergestellt, bei der mehrere Sandwichplatten in unter-schiedlichen Farben integriert und elektrisch miteinander verbunden werden.
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Kurzbeschreibung
(Englisch)
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The main objective of the project PanelPV is to develop visual attractive façade elements, which produce solar electricity at an acceptable, market conform cost level. The project aims at the development of new facade elements with integrated PV based on sandwich panels made by Panelen Holland and CIGS based PV foil made by Flisom. In the project we will integrate these two into new power generating fa-çade elements. We will develop a technology to make the PV foil translucent, such that the integrated product appears to have the same color as the underlying sandwich panel. This gives the producer of the sandwich panel full freedom in color or print selection. The project will result in the fabrication of a demo facade in which several sandwich panels with different colors will be integrated and electrically interconnected.
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Schlussbericht
(Deutsch)
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Ziel dieses Projektes war die Entwicklung eines farbigen Sandwich-Photovoltaik (PV)-Moduls auf Basis von Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid (CIGS) Dünnschichttechnologie. Die Entwicklung erfolgte in Zusammenarbeit mit externen Partnern, die über Fachwissen im Bau von farbigen Sandwich-PV-Paneelen verfügen, hauptsächlich in den Niederlanden, im Rahmen eines SOLAR-ERA.NET-Projekts (http://www.solar-era.net). Die Firma Flisom hat die geeigneten PV-Folien bereitgestellt und alle Prozesse entwickelt, die für einen Probenaustausch und die Integration erforderlich sind. Das entwickelte Produkt sollte schliesslich in einer kleinen Fassadeninstallation demonstriert werden, die am Standort eines Projektpartners in den Niederlanden aufgebaut werden sollte. Sandwich-Module werden im Allgemeinen im Bauwesen eingesetzt, insbesondere für Fassaden, können aber auch für Dachanwendungen verwendet werden. Sie haben einen definierten Aufbau, der eine Dämmschicht umfasst, die von zwei Aussenschichten mit unterschiedlichen Materialien und Eigenschaften umschlossen wird. Eine der Aussenschichten ist für den Ausseneinsatz geeignet und widerstandsfähig gegen Umwelteinflüsse. Die innere «Außenseite» ist ein mechanischer Schutz und Stabilisator gegen Beschädigungen, wird aber keinen Umwelteinflüssen ausgesetzt. In diesem Projekt wurden PV-Folien integriert, d. h. laminiert, wobei die äussere Schicht des Sandwich-Moduls in Kombination mit der Isolierung und der inneren Schutzschicht die Rückwand (BS) des Moduls bildet. Eine geeignete BS wurde identifiziert und der erforderliche Laminierungsprozess erfolgreich demonstriert, zusammen mit den erforderlichen Umwelttests des Endprodukts. PV-Module zeigen in der Regel eine dunkle, fast schwarze Farbe. Für Gebäudeanwendungen wurden in diesem Projekt transluzente PV-Folien entwickelt, um eine Farbgebung der Aussenseite des Sand-wich-Moduls zu ermöglichen. Die Transluzenz wurde erreicht, indem die PV-Folie mit einem Laserverfahren so strukturiert wurde, dass ein Raster von vielen kleinen Löchern entsteht; auf diese Weise kann das menschliche Auge keine einzelnen mehr Muster auflösen und nimmt nur eine einheitlich farbige Oberfläche wahr. Es wurde eine Transparenz von 50% bei verbleibenden 40% der ursprünglichen elektrischen Leistung nachgewiesen. Dies ist eine beeindruckende Leistung, da mit solche Laserstrukturierungsschritten die Gefahr von elektrischen Kurzschlüssen in der PV Folie besteht. Die von Flisom für den Demonstrator zur Verfügung gestellten Folien wurden schließlich bei TNO bearbeitet. Probleme bei der Reproduzierbarkeit im Laserstrukturierungsprozess und beim Austausch von Proben solcher transluzenten Folien haben zu einer verminderten elektrischer Leistung geführt. Den-noch wurde beschlossen, diese Folien bei Flisom zu laminieren, damit das Konsortium zumindest einige Demonstrationsmodule bauen kann, wobei der Schwerpunkt auf dem ästhetischen Effekt lag. Derzeit laufen Gespräche zwischen den Partnern, um nach Projektende eine weitere funktionale Produkte zu entwickeln, die installiert und elektrisch angeschlossen werden können. Ein Business Case für solche Produkte ist bei Panelen Holland in Arbeit, basierend auf den von Flisom bereitgestellten Informationen. Unsicherheiten bei den Kosten für ein solches Produkt bilden die Ausbeute und die Geschwindigkeit des Laserprozesses (Laborgerät) und können in diesem frühen Stadium nur grob abgeschätzt werden. Eine Extrapolation auf Basis der Erfahrungen von Flisom zeigt, dass das Ziel von 100 Euro/m2 für solche Paneele erreicht werden könnte. Die kommerzielle Umsetzung erfordert weitere Entwicklungsarbeit, insbesondere für Skalierbarkeit des Laserprozesses, mit Blick auf einen zunehmend wettbewerbsorientierten Markt für gebäudeintegrierte Photovoltaik (BIPV).
Zugehörige Dokumente
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Schlussbericht
(Englisch)
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The goal of this project was the development of a coloured sandwich Photovoltaic (PV) panel based on Copper-Indium-Gallium-Diselenide (CIGS) thin film PV. This was done in collaboration with external partners having expertise in building coloured sandwich PV panels, mainly in the Netherlands, in frame-work of a SOLAR-ERA.NET project (http://www.solar-era.net). Flisom was to provide the suitable PV foils and developing all processes required for proper sample exchange and integration into this new product. The developed product should finally be demonstrated in a small façade installation to be set-up at the site of a project partner (TNO or Panelen Holland) in the Netherlands. Sandwich panels are generally used in construction, especially for façades, but can also be used for roofing applications. They have a defined structure which includes an insulation layer enclosed within two outside layers of different materials and properties. Generally one of the outside layers is suitable for external use with resistance against environmental impact. The inner “outside” is a mechanical pro-tection and stabilizer against damage but will not be exposed to environmental influence. In this project PV foils have been integrated, meaning laminated, with the outside layer of the sandwich panel becoming the back sheet (BS) of the PV panel in combination with the insulation and inner pro-tective layer. A suitable BS has been identified, and the required lamination process successfully demonstrated, together with required environmental testing of the final product. As PV panels generally shos only a dark, almost black colour, translucent PV films were developed to allow for colour coming from the outside of the sandwich panel. Translucence was achieved by struc-turing the PV foil with a laser process in such a way as to create a high number of small enough voids; in that way the human eye cannot resolve individual patterns and perceives only on coloured surface. 50% transparency with remaining 40% of the original electrical performance was demonstrated. This is an impressive achievement, especially in view of the often observed shunting that can be induced by such laser patterning steps. The foils provided by Flisom for the demonstrator have finally been processed at TNO. Reproducibility issue in the laser patterning process and sample exchange procedures of such translucent foils have however resulted in demonstration modules with poor electrical performance. Still, it was decided to laminate them at Flisom, so as to allow the consortium to at least build some demonstration modules, focusing on the aesthetics effect. Discussions are ongoing between the partners to go for another round of sample exchanges, beyond the end of the project, in order to achieve functional products, that could be installed and electrically connected. Business case for such products is underway at Panelen Holland, based on the inputs pro-vided by Flisom. One main cost unknown for such products remain the laser process yield and speed, which can only be estimated very roughly at this early stage. The TNO tool is a lab-tool equipment. Extrapolation based on Flisom’s experience indicates that the target of 100 Euros/m2 for such panels could be achieved. Commercial implementation still requires some development, especially in view of scalability of the laser process and price point-of-view in increasingly competitive market for Building Integrated Photovoltaics (BIPV).
Zugehörige Dokumente
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Schlussbericht
(Französisch)
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Le but de ce projet était de développer un module photovoltaïque (PV) en sandwich coloré basé sur la technologie des couches minces de diséléniure de cuivre, d'indium et de gallium (CIGS). Le dévelop-pement a été réalisé en collaboration avec des partenaires externes ayant une expertise dans la construction de panneaux PV sandwich colorés, principalement aux Pays-Bas, dans le cadre d'un projet SOLAR-ERA.NET (http://www.solar-era.net). La société Flisom a fourni les films PV appropriés et a développé tous les procédés nécessaires à l'échange d'échantillons et à l'intégration. Enfin, le produit développé devait être démontré dans une petite installation de façade, qui devait être installée sur le site d'un partenaire du projet aux Pays-Bas. Les modules sandwich sont généralement utilisés dans la construction, notamment pour les façades, mais peuvent également être utilisés pour les toitures. Ils ont une structure définie comprenant une couche isolante entourée de deux couches extérieures ayant des matériaux et des propriétés différents. L'une des couches extérieures est adaptée à une utilisation en extérieur et résiste aux influences de l'environnement. L'intérieur "extérieur" est une protection mécanique et un stabilisateur contre les dom-mages, mais il n'est pas exposé aux influences de l'environnement. Dans ce projet, des films PV ont été intégrés, c'est-à-dire laminés, où la couche extérieure du module sandwich, en combinaison avec l'isolation et la couche de protection intérieure, forme la feuille de fond (BS) du module. Un BS approprié a été identifié et le processus de laminage requis a été démontré avec succès, ainsi que les essais environnementaux requis pour le produit final. Les modules PV présentent généralement une couleur sombre, presque noire. Pour les applications de construction, des films PV translucides ont été développés dans ce projet pour permettre la coloration de l'extérieur du module sandwich. La translucidité a été obtenue en structurant le film PV avec un procédé laser de manière à créer une grille de nombreux petits trous ; de cette manière, l'oeil humain ne peut pas résoudre les motifs individuels plus nombreux et ne perçoit qu'une surface uniformément colorée. Une transparence de 50 % avec 40 % de la puissance électrique d'origine restante a été dé-montrée. C'est une réalisation impressionnante, car avec de telles étapes de modelage au laser, il y a un risque de court-circuit électrique dans le film PV. Les films fournis par Flisom pour le démonstrateur ont finalement été traités à TNO. Des problèmes de reproductibilité dans le processus de modelage par laser et dans l'échange d'échantillons de ces films translucides ont entraîné une réduction des performances électriques. Néanmoins, il a été décidé de laminer ces films à Flisom afin que le consortium puisse construire au moins quelques modules de démonstration, en se concentrant sur l'effet esthétique. Des discussions sont actuellement en cours entre les partenaires pour développer un autre produit fonctionnel qui pourra être installé et connecté électriquement après la fin du projet. Une analyse de rentabilité pour ces produits est en cours chez Panelen Holland, sur la base d'informations fournies par Flisom. Les incertitudes quant au coût d'un tel produit sont le endement et la vitesse du processus laser (appareil de laboratoire) et ne peuvent être estimées que de manière approximative à ce stade précoce. Une extrapolation basée sur l'expérience de Flisom montre que l'objectif de 100 Euro/m2 pour ces pan-neaux pourrait être atteint. La mise en oeuvre commerciale nécessite des travaux de développement supplémentaires, en particulier pour l'extensibilité du processus laser, en vue d'un marché de plus en plus concurrentiel pour le photovoltaïque intégré aux bâtiments (BIPV).
Zugehörige Dokumente
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