Transparentes Solarfenster der Universität Kassel erzeugt Ökostrom
Die Universität Kassel testet ein Fensterelement, das mit Quantenpunkten Strom erzeugt: transparente Solarfenster liefern Ökostrom, ohne die Fassadenoptik sichtbar zu verändern. Der Prototyp entstand im Projekt „CoSoWin“ und läuft seit Mai 2024 in einer Vonovia-Wohnung in Kassel-Waldau im Praxistest.
Wie funktioniert das transparente Solarfenster mit Quantenpunkten?
Das Fenster nutzt eine LSC-Folie mit Quantenpunkten, die Licht einfangen, rotverschoben wieder aussenden und seitlich zu Photovoltaik-Streifen leiten. Die am Fensterrand platzierten PV-Elemente wandeln das Licht in elektrische Energie um, die im Fensterrahmen bereitsteht.
Kern der Lösung ist eine funktionalisierte Kunststofffolie (Luminescent Solar Concentrator, LSC). Die darin eingebetteten Quantenpunkte absorbieren einfallendes Sonnen- und Umgebungslicht, emittieren es in längeren Wellenlängen und koppeln es über Totalreflexion ins Glas ein. An den Kanten sitzen PV-Streifen, die den geführten Lichtstrom in Gleichstrom umsetzen. Vorteil: Die aktive Fläche bleibt transparent, das Modul kann als Fenster oder Verglasung genutzt werden.
Welche Vorteile bieten transparente Solarfenster im Wohnalltag?
Sie gewinnen dezent Strom an Flächen, die bislang ungenutzt waren – ohne sichtbare Module oder Fassadenumbauten. In Bestandswohnungen lassen sich so kleine Verbraucher direkt am Fensterrahmen versorgen.
- Transparenz: Die aktive Folie beeinträchtigt die Sicht kaum, die Fassade bleibt optisch unverändert.
- Nachrüstbarkeit: Die LSC-Folie kann auf geeignete Verglasungen aufgebracht werden (Prototyp-Status).
- Dezentrale Nutzung: Strom steht direkt am Rahmen an, z. B. für USB-Ladepunkte, Sensorik oder smarte Aktoren.
- Nutzung von Streu- und Kunstlicht: LSCs können auch diffuses Licht verwerten – hilfreich an Nordfassaden oder im Innenraum.
Aus Redaktionssicht eignen sich solche Fenster perspektivisch als Ergänzung zu Dach-PV: für Grundlasten kleiner Smart-Home-Komponenten, zur Entlastung der Steckdosen und für Gebäude, bei denen herkömmliche PV keine Option ist.
Wann wurde der Prototyp eingebaut und was wird getestet?
Eingebaut wurde der Prototyp im Mai 2024 in einer Vonovia-Wohnung in Kassel-Waldau. Gemessen werden Dauerleistung, Tagesertrag und Praxistauglichkeit, etwa für einen integrierten USB-Ladeanschluss.
Die Evaluierung unter Alltagsbedingungen soll zeigen, welche Energiebeiträge an typischen Wohnungsfenstern erreichbar sind, wie stabil die Folie im Betrieb ist und welche Einflüsse (Himmelsrichtung, Verschattung, Jahreszeit) dominieren. Vonovia berichtet über das Pilotprojekt und die Partnerstruktur auf einer Projektseite: Pilotprojekt in Kassel: Transparentes Solarfenster erzeugt Ökostrom.
Erwartungen und Ziele
Vonovia sieht die Technologie als potenzielle Ergänzung zum PV-Ausbau in Quartieren. Das Kasseler Team betont den Prototyp-Charakter: Die Fenster sollen im Feldtest weiterentwickelt werden – mit Fokus auf Stabilität, Ertrag und Integration in übliche Fenster- und Rahmenprofile.
Förderung und Kooperationen
CoSoWin wird durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz im 7. Energieforschungsprogramm gefördert (Projektstart 2019). Beteiligt sind neben der Universität Kassel unter anderem das Fraunhofer ISE, das Fraunhofer IAP, Vonovia, Walter Fenster und Türen, xCave Technology sowie ein Glas-Isolationsspezialist aus der Industrie. Die Universität Kassel fasst Ansatz und Testumgebung kompakt zusammen: Transparente Solarfenster erzeugen Ökostrom.
Wie hoch ist die Leistung – und wofür reicht sie?
Bisher lagen Wirkungsgrade von Solarfenstern oft bei maximal rund 7%. Laut Baunetz Wissen wird für den Kasseler Ansatz ein gesteigerter Labor-Wirkungsgrad von 12,3% genannt; im Alltag sind daraus eher kleine, aber nutzbare Erträge pro Fenster zu erwarten.
Für die Praxis bedeutet das: Ein einzelnes Fenster wird keine Haushaltsgroßverbraucher speisen. Realistisch sind Sensorik, smarte Thermostate, kleine Displays, Router-Backup oder ein USB-Ladepunkt für Smartphone und Wearables – vor allem, wenn Pufferakkus im Rahmen integriert werden. Entscheidend sind Ausrichtung, Fenstergröße, Verschattung und die optische Parametrisierung der LSC-Folie. In Nordlagen und Innenhöfen kann die LSC-Technologie ihre Stärke im diffusen Licht ausspielen, während Südfassaden höhere Tageserträge liefern.
Aus Redaktionssicht sinnvoll: Planung als Netz kleiner, verteilter Stromquellen im Gebäude – Fenster, Oberlichter, Wintergärten. So lassen sich Grundlasten schrittweise abdecken, ohne die Haustechnik umzubauen.
Die Technologie hinter dem transparenten Solarfenster
Im Zentrum steht die funktionalisierte LSC-Folie mit Quantenpunkten. Sie wandelt Teile des sichtbaren und UV-Lichts in längere Wellenlängen und „führt“ diese im Glas zu seitlichen PV-Zellen. Die Transparenz bleibt weitgehend erhalten, weil die aktive Absorption in schmalen Spektralbereichen erfolgt und die Energiewandlung an den Rändern passiert. Technologisch knifflig sind dabei Langzeitstabilität der Quantenpunkte, Farbneutralität, optische Kopplung zum Glas sowie die elektrische Anbindung der Rand-PV im Rahmen – genau diese Punkte adressiert der Feldtest.
Potenzial für die Zukunft
Transparente Solarfenster mit Ökostrom-Erzeugung passen zu dicht bebauten Gebieten und Beständen, in denen Dachflächen knapp sind oder Denkmalschutz greift. Sie können Gebäudehüllen aktivieren und die Sektorkopplung unterstützen – etwa zusammen mit Fensterkontakten, Beschattung und Mikro-Speichern. Stand 2025 ist die Technik noch ein Prototyp, aber der Ansatz skaliert: je mehr Glasfläche, desto größer der Beitrag zur Hausgrundlast.
Wichtig für den Markthochlauf werden industrielle Folienfertigung, standardisierte Rahmenintegration, verlässliche Ertragsmodelle sowie Normen für Brandschutz, Gewährleistung und elektrische Sicherheit. Wenn diese Hürden genommen sind, können Fensterbauer die Technologie in Serienprofile überführen – eine Chance für Sanierungen, Neubau und Quartierslösungen.
Fazit
Das Kasseler Projekt zeigt: Transparente Solarfenster können Ökostrom dort liefern, wo in Wohnungen und Fassaden Platz ist – unauffällig, nachrüstbar und kompatibel zum Alltag. Der Prototyp läuft seit Mai 2024 im Vonovia-Test und adressiert zentrale Fragen zu Ertrag, Stabilität und Integration. Für Kleingeräte und Smart-Home-Grundlasten ist der Ansatz vielversprechend; als Ergänzung zur klassischen PV kann er Flächen erschließen, die bisher leer blieben. Jetzt zählt, die Laborwerte verlässlich in die Praxis zu übersetzen und die Fenstertechnik in marktfähige Systeme zu bringen.
Das transparente Solarfenster der Universität Kassel ist eine bahnbrechende Innovation im Bereich der erneuerbaren Energien. Es ermöglicht die Erzeugung von Ökostrom, während es gleichzeitig als normales Fenster fungiert. Diese Technologie könnte die Energieeffizienz von Gebäuden erheblich verbessern und einen wichtigen Beitrag zur nachhaltigen Energieversorgung leisten.
Ein weiteres spannendes Projekt im Bereich der Solarenergie ist der Solarpark Amerdingen 76 MWp. Hier wird ebenfalls Ökostrom erzeugt, der zur Reduzierung der CO2-Emissionen beiträgt. Solche Projekte zeigen, wie vielfältig die Einsatzmöglichkeiten von Solarenergie sind und wie sie zur Energiewende beitragen können.
Auch im Bereich der intelligenten Stromzähler gibt es interessante Entwicklungen. Intelligente Stromzähler ermöglichen eine effiziente Nutzung von Energie und helfen Ihnen, den Stromverbrauch besser zu überwachen. Diese Technologie ist ein wichtiger Schritt zur Optimierung des Energiemanagements und trägt zur Nachhaltigkeit bei.
Für eine umfassende Integration von Solarenergie in Ihr Zuhause ist es wichtig, die passenden Befestigungssysteme zu wählen. Befestigungssysteme für Solaranlagen bieten innovative Lösungen für die Installation und sichern die Langlebigkeit der Anlagen. So können Sie sicherstellen, dass Ihr Solarenergieprojekt erfolgreich und nachhaltig ist.
