Solcellepaneler som bygningsmateriale

Det er en forventning i både Norge og Europa til at solcelleanlegg i bygg skal spille en stadig viktigere rolle i energisystemet. En stor andel av disse anleggene vil monteres utenpå allerede eksisterende tak og vegger.

Tekst: Erik Stensrud Marstein

Dette er en god løsning som kan gi økt kraftproduksjon til konkurransedyktige priser med lite konflikt knyttet til utbygging. Det er imidlertid mulig å oppnå enda flere fordeler enn dette med mer skreddersydde løsninger for bygg.

Integrasjon av solcellepaneler i bygningselementer gjør det mulig å redusere mengden materialer som brukes, i tillegg til kostnader og tid forbundet med selve installasjonen. Dette kan bidra til å gjøre solkraft både mer attraktivt, bærekraftig og konkurransedyktig.

Fellesbetegnelsen for denne typen løsninger er bygningsintegrert PV, eller BIPV.

Silisiumbasert solcellepanel

Før vi ser på noen av mulighetene som begynner å dukke opp i markedet, tar vi et lite blikk på hvordan vanlige solcellepaneler ser ut. Solkraftmarkedet er i dag komplett dominert (~95 %) av silisiumbaserte solcelleteknologier.

I disse teknologiene lages solcellene av mer eller mindre firkantede silisiumwafere, noe som gir solcellepanelene sitt karakteristiske uttrykk. De enkelte solcellene kobles sammen i et kontaktnett.

Rundt solcellene og kontaktene finner vi et gjennomsiktig laminat som bidrar til å holde solcellene skjermet.

Forsiden, altså siden som vender mot solen, er dekket av glass. Baksiden er enten laget av glass eller et polymermateriale (backsheet). Denne stabelen rammes til slutt inn i aluminium og en koblingsboks monteres på. Det er svært strenge krav til både materialvalg, design og karakterisering av disse solcellepanelene før de blir sertifisert og klare for salg. Produktkvalitet og effektivitet er svært viktig for lønnsomme solcelleanlegg.

Konvensjonelle silisiumbaserte solcellepaneler har i dag effektiviteter opp mot eller til og med over 20 %.

I tillegg til et behov for en slik høy virkningsgrad er det også helt essensielt at solcellepanelene produserer som forventet gjennom hele sin lange levetid på 20-30 år.

Det finnes i dag flere milliarder slike solcellepaneler installert rundt om i verden; det er med andre ord en stadig mer velprøvd teknologi vi kjenner godt.

Konvensjonelle silisiumbaserte solcellepaneler er velegnet for installasjon i både store og små solcelleanlegg. Men, de er ikke i utgangspunktet skreddersydd for å være bygningselementer.

LES OGSÅ: Solcelleteknologier – en kjapp innføring

Mulighetene er store

Det finnes i dag mange eksempler på solcellepaneler som faktisk er integrert i bygningselementer. Noen av disse er nære slektninger til de ovennevnte solcellepanelene. Det er mulig å kjøpe silisiumbaserte solcellepaneler med andre former, ulike farger, bilder og teksturer.

Det er flere svært gode eksempler på integrasjon av slike modifiserte solcellepaneler i bygg, også i Norge, både i tak, fasader, carports og rekkverk.

Det er flere fordeler med denne fremgangsmåten. En er et at selve grunnteknologien er velkjent, noe som er et godt utgangspunkt for å forenkle sertifisering og sikre både høy virkningsgrad og lang levetid.

Ved å farge enten glass eller laminatmaterialene kan man drastisk endre det estetiske uttrykket. Dette kan imidlertid gå på bekostning av virkningsgrader.

Når det er sagt, selv den minst ideelle fargen, hvit, kan oppnås med løsninger som fortsatt gir mer enn 60 % av opprinnelig produksjon.

LES OGSÅ: Form, farge og tekstur på bygningsintegrerte solcellepaneler

Dersom mindre elementer skal fremstilles, blir fort solcellenes størrelse en utfordring. Det finnes i dag teknologier for å dele opp silisiumbaserte solceller i masseproduksjon. Dette har gjort det mulig å utvikle solcellepaneler som kan innlemmes i mange ulike former, blant annet i tilpassede takstein.

Ved å bruke tynnfilmteknologier har det vært mulig å integrere solceller i et enda større spekter av materialer, fra glass og keramer til metaller og plastmaterialer.

Det er i dag til og med selskaper som utvikler gjennomsiktige solcellevinduer basert på såkalte luminescente solarkonsentratorer (LSC). I disse vinduene fanges deler av sollyset opp av materialer som igjen stråler ut lys som plukkes opp av solceller montert i vindusrammene. Det er med andre ord enormt mange muligheter.

I Norge finnes det flere selskaper som har sett disse, og som er produsenter av BIPV-produkter. For eksempel Skarpnes, som fremstiller solcelletaksteinen Ovati, og Apollotech, som fremstiller et stort utvalg av BIPV-paneler til bruk i fasader og rekkverk.

Viktige utfordringer

Til tross for at mulighetene er store står denne delen av solbransjen foran flere viktige utfordringer. En er knyttet til sertifisering og produktkvalitet. Det stilles store krav til dokumentasjon i solbransjen, og prosessene som skal til for å få papirene i orden er krevende og dyre. Dette er en utfordring for mindre produktvolumer. Det blir veldig viktig å sikre og dokumentere god kvalitetskontroll for nye BIPV-produkter for å sikre gode installasjoner og fornøyde kunder.

En annen utfordring er kostnadsnivået. Produsentene av BIPV-produkter jobber fortsatt med å få opp produksjonsvolumene som er selve nøkkelen for fremstilling av billige solcellepaneler av høy kvalitet.

Til tross for disse utfordringene tror vi at BIPV kan muliggjøre enda mer attraktive solcelleanlegg, og samtidig være nøkkelen til reduserte kostnader og økt bærekraft.

LES OGSÅ: Enorm vekst i installert kapasitet av solcelleanlegg

Om forfatteren

  • Erik Stensrud Marstein er Forskningssjef i solenergi ved Institutt for Energi- teknikk (IFE), Professor II i solcelle-teknologi ved Universitetet i Oslo og Direktør i forskningssenteret FME SUSOLTECH (Research Center for Sustainable Solar Cell Technology).
  • FME SUSOLTECH er et forskningssenter som samler mange av de viktigste aktørene innen solcelleteknologi i Norge fra forskning og næring.

Siste innlegg

Render av forslag til ny Veterinærhøgskole

Arkitektenes forslag til å utvikle Den gamle Veterinærhøgskolen

Oslobygg og Linstow stiller ut tre arkitektteams forslag til hvordan Den gamle Veterinærhøgskolen kan utvikles frem mot 2040. Oslobygg og Linstow overtok hver sin del...