Perspektiven der aktiven und passiven Energienutzung von Fenstern

In früheren Zeiten wurden beim Hausbau oftmals die Fensterflächen sehr klein gehalten, denn durch die Fenster ging die meiste Energie verloren. Über die letzten fünfzig Jahre wurden durch verbesserte Wärmedämmung und Entwicklung von Isolierglas große Fortschritte erreicht. Helle und sonnendurchflutete Räume sind heute keine Luxus mehr, der mit hohen Heizkosten erkauft wird.

In jüngster Zeit geht diese Entwicklung neue Wege. Es werden Überlegungen durchgeführt, wie Fensterflächen nun aktiv mit in den Wärme- und Energiehaushalt des Hauses eingebunden werden können.

Fenster zum Heizen und Kühlen

Auf dem Markt werden heute schon Fenstersysteme angeboten, die im Winter den Wohnraum erwärmen, indem sie die solare Wärme, ähnlich wie bei einem Kachelofen, in den Wohnraum abstrahlen. Die Hersteller versprechen damit eine deutliche Reduktion von Heizkosten. Mit demselben System soll es möglich sein, im Sommer die Räume zu kühlen, in dem die Sonneneinstrahlung nach außen abgestrahlt wird. Überschattungen oder etwa Klimaanlagen würden somit überflüssig. Auch geringe Lichteinstrahlung und ungünstige Lichtverhältnisse sind nutzbar.

Sollten diese Fenstersystem halten, was sie versprechen, wären sie eine gute Möglichkeit auch ältere Häuser nach den heutigen Standards der Wärmedämmung und ökonomischen Grundsätzen relativ einfach „aufzurüsten“. Dabei spielen die Umrüstkosten und die Amortisation über die Heizkostenersparnis eine wichtige Rolle.

Aktive Nutzung der Fensterflächen zur Stromgewinnung

Einen Schritt weiter gehen Überlegungen, die Fensterflächen aktiv in die Stromgewinnung des Hauses einzubeziehen. Die aktive Durchführung scheiterte bisher vor allem daran, dass die Solarkollektoren sich immer mit der Sonneneinstrahlung bewegen sollten, da die Kollektoren nur bei direkter Sonnenbestrahlung Strom produzieren sowie große Flächen für die Stromgewinnung benötigt werden. Ein weiteres Problem war die Kühlung der Solarmodule.

Systeme, in denen die Lichteinstrahlung auf großen Flächen aufgefangen und an den Rändern konzentriert wird, gehen einen neuen Weg. Diese „Solar-Konzentration“ benötigt Solarzellen für die Stromgewinnung nur noch am Rande des Sammelsystems. Denn die Sonneneinstrahlung wird mit Hilfe von speziell aufgetragenem Material in einer bestimmten Wellenlänge gesammelt und anschließend in einer anderen Wellenlänge an die Solarzellen abgegeben.

Das von der MIT (Massachusetts Institute of Technology) erarbeitete System soll die Produktionskosten von Solarstrom erheblich reduzieren. Mit diesem neuartigen Konzentrator- System soll sich eine Steigerung des Stromertrags gegenüber herkömmlichen Solarstrom Systemen in Bereichen des Faktors 40 erreichen lassen.

Sollte sich dieses System bewähren, so wird es auch für Hausbesitzer mit kleinen Dachflächen und in Gegenden mit ungünstiger Sonneneinstrahlung möglich sein, Solarstrom zu erzeugen. Dies geschieht dann über die Fensterflächen. Es wird in Zukunft dann wohl denkbar sein, den Strombedarf eines Einfamilienhauses größtenteils über ein Solar Konzentrationssystem zu liefern. Vielleicht einfach auch über die Verglasung des Wintergartens.
Die MIT hat mit der Gründung einer Firma zur kommerziellen Nutzung dieses Systems schon die ersten Schritte getan, ihre Forschungsergebnisse in für Verbraucher benutzbare Technologie umzuwandeln. Es wird damit gerechnet dass das System innerhalb der nächsten drei Jahre auf den Markt kommt. Abzuwarten bleibt, welche Konkurrenzprodukte, welche weiteren Möglichkeiten sich aus diesem System ableiten lassen sowie welche Kosten für den Verbraucher entstehen.