Studie zum Einsatz semitransparenter organischer Solarzellen in Gewächshäusern

Im Rahmen der Studie wurden zur Validierung der theoretischen Arbeiten Pflanzen unter Bedeckung mit Solarfolien kultiviert und hinsichtlich ihres Wachstums analysiert.

Ziel dieses Projekts war die theoretische Wirtschaftlichkeitsbetrachtung organischer Photovoltaikmodule (OPV) für den Einsatz im Gewächshaus. Zu Beginn der Studie gab es bereits unterschiedlichste Literatur zur Kombination von Pflanzen mit Solarmodulen sowie zum Einfluss des Lichtspektrums auf das Pflanzenwachstum. Es gab jedoch noch kein umfassendes Bild, aus dem sich die Wirtschaftlichkeit in Abhängigkeit von Parametern wie Transparenz des Solarmoduls, Pflanzenart etc. ableiten lässt.

Experimentell wurden drei unterschiedliche Pflanzenkulturen während eines Zeitraums von Mitte September bis Mitte Oktober unter Solarfolien sowie unter einer Referenzfolie kultiviert. Die Analyse des Pflanzenwachstums zeigte, dass kein wesentlicher Unterschied zwischen Solarfolie und Referenz zu beobachten ist.

Optische Simulationen zeigten, dass die Kombination von transparenten Solarmodulen mit wellenlängenselektiven Filtern das Verhältnis der Lichtintensitäten bei 660 nm und 730 nm und damit die Wuchsform der Pflanzen beeinflussen kann. Dies stellt eine Alternative zu chemischen Wachstumshemmern dar, die im Moment standardmäßig eingesetzt werden, um eine kompakte Wuchsform zu erreichen.

Für die Wirtschaftlichkeitsbetrachtung wurde zwischen dem Einbau in Glas- und in Foliengewächshäusern, zwischen Eigenverbrauch und Netzeinspeisung sowie zwischen Standorten in Mitteleuropa und in Südeuropa unterschieden. Hierbei ergibt sich ein höherer Ertrag für Standorte in Südeuropa mit höherer Sonneneinstrahlung, außerdem erweisen sich Foliengewächshäuser als vorteilhaft gegenüber Glasgewächshäusern. Hinsichtlich der Nutzung ist Eigenverbrauch der Netzeinspeisung vorzuziehen.