Kurzbeschreibung
(Deutsch)
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Um die ehrgeizigen Ziele der Dekarbonisierung der europäischen Wirtschaft zu erreichen, bedarf es grosser Anstrengungen. Die Integration der Photovoltaik in die bestehende Infrastruktur ist eine der wichtigsten Säulen, um die Ziele für erneuerbare Elektrizität zu erreichen, insbesondere in Ländern, in denen es nicht genügend freie Flächen für den Bau großer Photovoltaikanlagen gibt: entweder weil sie dicht besiedelt (Niederlande, Belgien) oder gebirgig (Österreich, Schweiz) sind. Dies erfordert eine gleichzeitige Optimierung des Energieertrags und der Kosten, aber auch des Modulgewichts, der Ästhetik, der Kreislauffähigkeit, der Zuverlässigkeit und der Sicherheit. Das DELIGHT-Projekt bündelt das Fachwissen in all diesen Bereichen und wird äußerst attraktive und einzigartige Lösungen für die Integration von Photovoltaik entwickeln, um energiepositive Gebäude zu ermöglichen. Das DELIGHT-Konsortium hat sich zum Ziel gesetzt, nachhaltige, leichtgewichtige PV-Module aus Verbundwerkstoffen zu entwerfen, herzustellen und zu bewerten, die sich leichter in bestehende Infrastrukturen integrieren lassen, wobei der Schwerpunkt auf erhöhter Sicherheit, optimierter Ästhetik und konstruktiver Integration liegt. Die Hauptziele sind: (1) Reduktion des Modulgewichts der PV-Module und des Konstruktionssystems, wobei ein Gewichtsziel für Module von ≤6 kg/m² (glasfrei) und ≤7 kg/m² (Ausführung mit Frontglas) für rahmenlose Fullsize-Leichtbaumodule erreicht werden soll. (2) Erfüllung der Anforderungen an die ästhetische Integration durch den Einsatz neuartiger, farbiger Komponenten und Beschichtungen, alternativer zuverlässiger PV-Module, die sich leicht in Gebäude und Infrastrukturen integrieren lassen. (3) Optimierung des elektrischen Moduldesigns im Hinblick auf schattentolerante Modultopologien, Verbesserung der Leistung, Sicherheit und Zuverlässigkeit bei Teilverschattung (Modulabschaltung; Abschaltung beschädigter Substrate; Reduzierung oder Beseitigung von Hot-Spots). Ein weiteres Querschnittsziel ist die Erhöhung der Gesamtnachhaltigkeit der Leichtbaumodule und ihrer Komponenten. Konkrete Ziele sind der Ersatz von Fluorpolymer-Frontfolien durch Lösungen auf der Basis von beschichteten Polyesterfolien oder die Verwendung von recyceltem PET für die Wabenstrukturen. DELIGHT wird diese neuen Konzepte und Lösungen (z. B. Farbgebung, Rückwand aus Verbundwerkstoff, Montagelösungen, Polymer-Frontfolie usw.) auf einen ausreichend hohen TRL-Wert (6-7) bringen und so das Ökodesign verbessern, während gleichzeitig Leistung, Qualität und Zuverlässigkeit erhalten bleiben. Das Projekt zielt darauf ab, ein nachhaltiges und wettbewerbsfähiges PV-Produkt zu realisieren, das vollständig in der EU entwickelt, hergestellt und optimiert wird, um mit hoher Qualität und Vertrauen zum europäischen Markt beizutragen.
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Kurzbeschreibung
(Englisch)
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Achieving the ambitious targets of decarbonizing the European economy requires a huge effort. Integration of PV into existing infrastructure is one of the main pillars to reach the targets for renewable electricity, especially for countries where there is not enough free land to build largescale PV plants: either because they are densely populated (Netherlands, Belgium) or mountainous (Austria, Switzerland). Doing this successfully requires simultaneous optimization of energy yield and cost, but also module weight, aesthetics, circularity, reliability, and safety. DELIGHT project brings together expertise in all these areas and will develop highly attractive, and unique solutions for the integration of PV, to enable energypositive buildings. The DELIGHT consortium aims to design, manufacture, and evaluate sustainable lightweight composite PV modules for easier integration into existing infrastructure, with a special focus on increased safety, optimized aesthetic, and constructive integration. The main targets are: (1) Reducing the module weight of the PV modules and the construction system, achieving a weight target for modules of ≤6 kg/m² (glass-free) and ≤7 kg/m² (design with front glass) for frameless fullsize lightweight modules. (2) Fulfilling the demands for aesthetic integration by use of novel, colored components, and coatings, alternative reliable PV modules easily to integrate into buildings and infrastructures. (3) Optimizing the electrical module design in respect to shade tolerant module topologies, improving performance, safety, and reliability under partial shading (module shut-down; disconnection of damaged substrings; reduction or elimination of hot-spots). An additional crosssectional objective is to increase the overall sustainability of the lightweight modules and their components. Specific targets are the replacement of fluoropolymer front sheets, with solutions based on coated polyester films or the use of recycled PET for the honeycomb structures. DELIGHT will bring these new concepts and solutions (e.g., coloring, composite back sheet, mounting solutions, polymer front sheet, etc.) to sufficiently high TRL (6-7), improving ecodesign, while retaining performance, quality, and reliability. The project aims at the realization of a sustainable and competitive PV product, entirely designed, manufactured, and optimized in the EU, to contribute to the European market with high quality and trust.
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Kurzbeschreibung
(Französisch)
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Atteindre les objectifs ambitieux de décarbonisation de l'économie européenne demande un effort considérable. L'intégration du photovoltaïque dans les infrastructures existantes est l'un des principaux piliers pour atteindre les objectifs en matière d'électricité renouvelable, en particulier dans les pays où il n'y a pas assez de terrains libres pour construire des centrales photovoltaïques à grande échelle : soit parce qu'ils sont densément peuplés (Pays-Bas, Belgique), soit parce qu'ils sont montagneux (Autriche, Suisse). Pour réussir, il faut optimiser simultanément le rendement énergétique et le coût, mais aussi le poids des modules, leur esthétique, leur circularité, leur fiabilité et leur sécurité. Le projet DELIGHT réunit des compétences dans tous ces domaines et développera des solutions uniques et très attrayantes pour l'intégration du photovoltaïque, afin de permettre la construction de bâtiments à énergie positive. Le consortium DELIGHT vise à concevoir, fabriquer et évaluer des modules photovoltaïques composites légers et durables pour faciliter leur intégration dans les infrastructures existantes, en mettant l'accent sur une sécurité accrue, une esthétique optimisée et une intégration constructive. Les principaux objectifs sont : (1) Réduire le poids des modules PV et du système de construction, en atteignant un objectif de poids des modules de ≤6 kg/m² (sans verre) et de ≤7 kg/m² (conception avec verre frontal) pour les modules légers de taille normale sans cadre. (2) Satisfaire les demandes d'intégration esthétique par l'utilisation de nouveaux composants colorés et de revêtements, des modules PV fiables alternatifs faciles à intégrer dans les bâtiments et les infrastructures. (3) Optimiser la conception du module électrique en ce qui concerne les topologies de modules tolérants à l'ombre, en améliorant les performances, la sécurité et la fiabilité en cas d'ombrage partiel (arrêt du module ; déconnexion des substrats endommagés ; réduction ou élimination des points chauds). Un autre objectif transversal consiste à accroître la durabilité globale des modules légers et de leurs composants. Des objectifs spécifiques sont le remplacement des feuilles frontales en fluoropolymère par des solutions basées sur des films polyester enduits ou l'utilisation de PET recyclé pour les structures en nid d'abeille. DELIGHT amènera ces nouveaux concepts et solutions (par exemple, coloration, feuille arrière composite, solutions de montage, feuille avant en polymère, etc.) à un TRL suffisamment élevé (6-7), améliorant ainsi l'écoconception, tout en conservant les performances, la qualité et la fiabilité. Le projet vise la réalisation d'un produit PV durable et compétitif, entièrement conçu, fabriqué et optimisé dans l'UE, pour contribuer au marché européen avec une qualité et une confiance élevées.
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Schlussbericht
(Deutsch)
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Die Erreichung der ehrgeizigen Ziele zur Dekarbonisierung der europäischen Wirtschaft erfordert enorme Anstrengungen. Die Integration von Photovoltaikmodulen in die bestehende Infrastruktur ist eine der wichtigsten Säulen, um die Ziele für erneuerbaren Strom zu erreichen, insbesondere in Ländern, in denen nicht genügend freie Fläche für den Bau großer PV-Anlagen zur Verfügung steht: entweder aufgrund hoher Bevölkerungsdichte (Niederlande, Belgien) oder aufgrund der Topografie (Österreich, Schweiz). Für den Erfolg sind die gleichzeitige Optimierung von Energieertrag und Kosten, aber auch von Modulgewicht, Ästhetik, Kreislaufwirtschaft, Zuverlässigkeit und Sicherheit erforderlich. Das DELIGHT-Projekt bündelt die Expertise in all diesen Bereichen und entwickelt hochattraktive und einzigartige Lösungen für die PV-Integration, um energiepositive Gebäude zu ermöglichen. Die wichtigsten Ergebnisse des DELIGHT-Projekts sind:
1. Validierung eines zuverlässigen, ultraleichten Materialverbunds (<6 kg/m²): Das Konsortium entwickelte erfolgreich eine glasfreie Modularchitektur mit einem Gewicht von weniger als 6 kg/m² – weniger als die Hälfte des Gewichts von Standard-Glas-Glas-Modulen. Durch iterative Tests etablierte das Konsortium eine spezifische, qualifizierte Stückliste (BoM), die Langlebigkeit gewährleistet: eine PET-basierte Frontfolie, ein POE-Verkapselungsmaterial und eine Rückseitenfolie aus Polypropylen-Wabenverbundwerkstoff (PP). Diese Kombination löst das bisherige Problem der Polymerbrüchigkeit und erfüllt die kritischen Zuverlässigkeitsstandards der IEC 61215 (Feuchte-Wärme-Test, UV-Bestrahlung, mechanische Belastung, Hagel) mit einer Leistungsdegradation von weniger als 5 %.
2. Überbrückung der Kluft zwischen Ästhetik und Leistung: Das Projekt verbesserte die gebäudeintegrierte Photovoltaik (BIPV) durch die Integration farbiger Polymerfolien (Solaxess) direkt in den leichten Materialverbund. Es wurde gezeigt, dass diese Module ihre strukturelle Integrität und ihren elektrischen Ertrag unter realen Bedingungen beibehalten. Dies wurde anhand einer Demonstrationsfassade in Neuchâtel, Schweiz, validiert, wo die Module über 9 Monate mit minimaler Degradation (~1,3 %) betrieben wurden, was die Machbarkeit attraktiver, energiepositiver Gebäudehüllen beweist.
3. Definition von Sicherheitsgrenzen und zukünftiger Optimierung: In dieser Arbeit wurden die neuartigen Module hinsichtlich der Sicherheitsprotokolle bewertet, um die Konformität mit den Anforderungen an BIPV-Produkte zu überprüfen. Obwohl die Verbundmodule die Brandverhaltensklasse E nach ISO für niedrige Gebäude (<11 m) erreichten, identifizierten die Tests „brennende Tropfen“ als die verbleibende kritische Herausforderung. Dieses Ergebnis liefert einen klaren Fahrplan für die Branche: Zukünftige Versionen müssen Flammschutzmittel im Verkapselungsmaterial oder in der Rückseitenfolie enthalten, um die uneingeschränkte Einhaltung der Bauvorschriften zu gewährleisten. Die Entwicklung solch leichter und ästhetisch ansprechender Module wird zu einer besseren Akzeptanz auf dem Verbrauchermarkt führen und gleichzeitig dazu beitragen, die Montagezeit, die Planung und die Kosten für die Installateure zu reduzieren.
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Schlussbericht
(Englisch)
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Achieving the ambitious targets of decarbonizing the European economy requires a huge effort. Integration of photovoltaic modules on to existing infrastructure is one of the main pillars to reach the targets for renewable electricity, especially for countries where there is not enough free land to build largescale PV plants: either because they are densely populated (Netherlands, Belgium) or mountainous (Austria, Switzerland). Doing this successfully requires simultaneous optimization of energy yield and cost, but also module weight, aesthetics, circularity, reliability, and safety. DELIGHT project brings together expertise in all these areas and will develop highly attractive, and unique solutions for the integration of PV, to enable energy-positive buildings. The following are the main achievements of the DELIGHT project:
1. Validated a reliable, ultra-lightweight material stack (<6 kg/m²): the consortium successfully developed a glassfree module architecture weighing less than 6 kg/m²—less than half the weight of standard glass-glass modules. Through iterative testing, consortium established a specific, qualified Bill of Materials (BoM) that ensures durability: a PET-based frontsheet, POE encapsulant, and a polypropylene (PP) honeycomb composite backsheet. This combination solves the historical issue of polymer fragility, passing critical IEC 61215 reliability standards (damp heat, UV, mechanical load, hail) with less than 5% power degradation.
2. Bridged the gap between aesthetics and performance: The project advanced BIPV by integrating colored polymeric foils (Solaxess) directly into the lightweight stack. It is demonstrated that these modules maintain structural integrity and electrical yield under real-world conditions. This was validated through a demonstration façade in Neuchâtel, Switzerland, where modules have operated for over 9 months with minimal degradation (~1.3%), proving the feasibility of attractive, energy-positive building skins.
3. Defined safety boundaries and future optimization: this work assessed the novel modules for safety protocols to check the compliance related to BIPV products. While the composite modules achieved ISO Class E fire spread criteria suitable for low-rise buildings (<11m), the testing identified "flaming droplets" as the remaining critical challenge. This result provides a clear roadmap for the industry: future iterations must incorporate fire retardants at the encapsulant or backsheet level to achieve unrestricted building code compliance. Development of such lightweight and aesthetically pleasing modules will enable better acceptance in the consumer market and also help to reduce the mounting time, planning and costs for the installers.
Zugehörige Dokumente
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Schlussbericht
(Französisch)
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Atteindre les objectifs ambitieux de décarbonation de l'économie européenne exige un effort considérable. L'intégration de modules photovoltaïques sur les infrastructures existantes est l'un des principaux piliers pour atteindre les objectifs en matière d'électricité renouvelable, notamment pour les pays où les terrains disponibles sont insuffisants pour la construction de centrales photovoltaïques à grande échelle : soit en raison de leur forte densité de population (Pays-Bas, Belgique), soit de leur relief montagneux (Autriche, Suisse). Pour y parvenir, il est nécessaire d'optimiser simultanément le rendement énergétique et les coûts, mais aussi le poids des modules, leur esthétique, leur circularité, leur fiabilité et leur sécurité. Le projet DELIGHT rassemble des expertises dans tous ces domaines et développera des solutions uniques et très attractives pour l'intégration du photovoltaïque, permettant ainsi la construction de bâtiments à énergie positive. Voici les principales réalisations du projet DELIGHT :
1. Validation d'une structure de matériaux fiable et ultralégère (<6 kg/m²) : le consortium a développé avec succès une architecture de module sans verre pesant moins de 6 kg/m², soit moins de la moitié du poids des modules verre-verre standard. Grâce à des tests itératifs, le consortium a établi une nomenclature (BoM) spécifique et qualifiée garantissant la durabilité : une feuille frontale à base de PET, un encapsulant POE et une feuille arrière composite en nid d'abeille de polypropylène (PP). Cette combinaison résout le problème historique de la fragilité des polymères, en respectant les normes de fiabilité critiques IEC 61215 (chaleur humide, UV, charge mécanique, grêle) avec une dégradation de puissance inférieure à 5 %.
2. Conciliation de l'esthétique et des performances : le projet a fait progresser le BIPV (photovoltaïque intégré au bâtiment) en intégrant des films polymères colorés (Solaxess) directement dans la structure légère. Il a été démontré que ces modules conservent leur intégrité structurelle et leur rendement électrique dans des conditions réelles. Cela a été validé par une façade de démonstration à Neuchâtel, en Suisse, où les modules fonctionnent depuis plus de 9 mois avec une dégradation minimale (~1,3 %), prouvant la faisabilité de revêtements de bâtiments esthétiques et à énergie positive.
3. Définition des limites de sécurité et des optimisations futures : ces travaux ont évalué les nouveaux modules selon les protocoles de sécurité afin de vérifier leur conformité aux produits BIPV. Si les modules composites ont satisfait aux critères de propagation du feu de classe E de la norme ISO, adaptés aux bâtiments de faible hauteur (<11 m), les tests ont identifié les « gouttelettes enflammées » comme le principal défi restant. Ce résultat fournit une feuille de route claire pour l'industrie : les futures versions devront intégrer des retardateurs de flamme au niveau de l'encapsulant ou de la feuille arrière pour une conformité totale aux codes du bâtiment. Le développement de modules aussi légers et esthétiques permettra une meilleure acceptation sur le marché grand public et contribuera également à réduire le temps de montage, la planification et les coûts pour les installateurs.
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