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Jul 17, 2023

Sonnenkollektoren bekommen ein Gesicht

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In den Vereinigten Staaten nimmt die Solarenergie für Privathaushalte stark zu, da Photovoltaikanlagen für Hausbesitzer billiger und leistungsfähiger werden. Eine Studie des US-Energieministeriums (DOE) aus dem Jahr 2012 prognostiziert, dass Solarenergie bis 2020 1 Million bis 3,8 Millionen Haushalte erreichen könnte, ein großer Sprung gegenüber nur 30.000 Haushalten im Jahr 2006.

Laut dem MIT-Spinout Sistine Solar könnte diese Akzeptanzrate jedoch noch gesteigert werden. „Wenn man sich die Situation heute anschaut, sind weniger als 1 Prozent der US-Haushalte auf Solarenergie umgestiegen, es handelt sich also noch lange nicht um eine Masseneinführung“, sagt Mitbegründer Senthil Balasubramanian MBA '13.

Sistine wurde an der MIT Sloan School of Management gegründet und stellt maßgeschneiderte Solarmodule her, die Hausfassaden und andere Umgebungen nachahmen sollen, mit dem Ziel, mehr Hausbesitzer zur Installation von Photovoltaikanlagen zu bewegen.

Die neuartige Technologie von Sistine, SolarSkin, ist eine Schicht, die mit einem beliebigen Bild bedruckt und in ein Solarpanel eingebettet werden kann, ohne die Wirksamkeit des Panels zu beeinträchtigen. Hausbesitzer können ihr Dach oder eine Rasenfläche anpassen. Die Tafeln können auch mit Firmenlogos, Werbung oder sogar der Flagge eines Landes versehen werden. SolarSkin-Systeme kosten etwa 10 Prozent mehr als herkömmliche Panel-Installationen. Aber über die gesamte Lebensdauer des Systems kann ein Hausbesitzer nach Angaben des Startups immer noch damit rechnen, mehr als 30.000 US-Dollar einzusparen.

Als Gewinner des MIT Clean Energy Prize 2013 hat Sistine kürzlich als aufstrebendes „ästhetisches Solar“-Startup große Aufmerksamkeit in den Medien auf sich gezogen. Letzten Sommer wurde eines seiner Pilotprojekte in der Lifetime-Fernsehserie „Designing Spaces“ vorgestellt, bei der die Paneele mit dem Schindeldach einer Blockhütte in Hubbardston, Massachusetts, verschmolzen.

Im Dezember installierte das Startup seine ersten SolarSkin-Module für Privathaushalte in einem 10-Kilowatt-System, das einem Zedernholzmuster an einem Haus in Norwell, Massachusetts, entspricht. Mittlerweile gibt das in Cambridge ansässige Startup an, dass es 200 Haushalte hat, die nach Installationen suchen, vor allem in Massachusetts und Kalifornien, wo Solarenergie sehr gefragt ist.

„Wir glauben, dass sich SolarSkin wie ein Lauffeuer durchsetzen wird“, sagt Balasubramanian. „Es besteht ein großer Wunsch von Hausbesitzern, die Stromrechnungen zu senken, und Solarenergie findet bei ihnen Anklang – und Hausbesitzer legen großen Wert auf Ästhetik.“

Mit Solar Menschen begeistern

SolarSkin ist das Produkt der einzigartigen Vision der Mitbegründer, kombiniert mit MIT-Talenten, die dazu beigetragen haben, das Produkt Wirklichkeit werden zu lassen.

Balasubramanian kam 2011 nach mehreren Jahren in der Solarenergiebranche zum MIT Sloan mit der Hoffnung, sein eigenes Solarenergie-Startup zu gründen – eine Leidenschaft, die sein Klassenkamerad und Sistine-Mitbegründer Ido Salama MBA '13 teilte.

Eines Tages diskutierten die beiden im Muddy Charles Pub über ein Brainstorming, als ein überraschend übersehenes Problem auftauchte: Hausbesitzer, so hörten sie, mögen das Aussehen von Solarpaneelen nicht wirklich. Damit begann eine nebulöse Geschäftsmission, „die Fantasie der Menschen zu fesseln und sie auf emotionaler Ebene mit Solar zu verbinden“, sagt Balasubramanian.

Durch die Rekrutierung von Jonathan Mailoa, damals Doktorand im Photovoltaik-Forschungslabor des MIT, und Samantha Holmes, einer in Italien ausgebildeten Mosaikkünstlerin, die immer noch beim Startup tätig ist, wurden die vier entworfenen Solarmodule entworfen, die in massive Skulpturen und andere 3D-Objekte eingebettet werden könnten. Sie brachten die Idee zu 15.366 (Energy Ventures), wo „uns eingetrichtert wurde, dass man viele Markttests durchführen muss, bevor man ein Produkt entwickelt“, sagt Balasubramanian.

Das sei auch eine gute Sache gewesen, fügt er hinzu, denn ihnen sei klar geworden, dass ihr Produkt nicht skalierbar sei. „Wir wollten nicht ein paar Installationen machen, über die die Leute reden. … Wir [wollten] die Solarenergie so weit verbreitet machen, dass wir noch zu unseren Lebzeiten erleben können, wie die ganze Welt auf 100 Prozent saubere Energie umsteigt“, sagt Balasubramanian.

Der Schwerpunkt des Teams verlagerte sich dann auf die Herstellung von Solarmodulen, die zu Gebäudefassaden oder Straßeneinrichtungen wie Bushaltestellen und Informationskiosken passen könnten. Im Jahr 2013 brachte die Idee dem Team – damals offiziell Sistine Solar – ein bescheidenes DOE-Stipendium und ein Preisgeld in Höhe von 20.000 US-Dollar beim MIT Clean Energy Prize-Wettbewerb ein, „was für uns eine Wende bedeutete“, sagt Balasubramanian.

Doch beim Versuch, maßgeschneiderte Module zu konstruieren, kam mir eine andere Idee: Warum nicht einfach eine Schicht herstellen, die in vorhandene Solarmodule eingebettet wird? Sistine rekrutierte die MIT-Maschinenbaustudentin Jody Fu und erstellte 2015 den ersten SolarSkin-Prototyp, der zu Pilotprojekten für Microsoft, Starwood Hotels und andere Unternehmen in der Region führte.

Nachdem Sistine in diesem Sommer ein weiteres DOE-Stipendium in Höhe von 1 Million US-Dollar erhalten hatte, rekrutierte sie Anthony Occidentale, einen MIT-Studenten des Maschinenbaus, der seitdem dazu beigetragen hat, SolarSkin weiter voranzutreiben. „Wir haben vom unglaublichen Talent am MIT profitiert“, sagt Balasubramanian. „Anthony ist ein leuchtendes Beispiel für jemanden, der unsere Vision teilt und über alle Werkzeuge verfügt, um diese Wirklichkeit werden zu lassen.“

Der Fantasie sind keine Grenzen gesetzt

SolarSkin ist eine Schicht, die selektive Lichtfilterung nutzt, um ein Bild anzuzeigen und gleichzeitig Licht an die darunter liegenden Solarzellen weiterzuleiten. Die an Busfenstern angebrachten Werbefolien bieten eine gute Analogie: Die Folien reflektieren einen Teil des Lichts, um ein Bild anzuzeigen, während das restliche Licht durchgelassen wird, sodass Fahrgäste im Bus nach draußen sehen können. SolarSkin erzielt einen ähnlichen Effekt – „aber die Innovation besteht darin, eine winzige Lichtmenge zu verwenden, um ein Bild zu reflektieren [und] ein hocheffizientes Solarmodul zu bewahren“, sagt Balasubramanian.

Um dies zu erreichen, haben Occidentale und andere bei Sistine unbekannte Innovationen in der Farbwissenschaft und der menschlichen visuellen Wahrnehmung entwickelt. „Wir haben ein Verfahren entwickelt, bei dem wir die minimalen Informationen, die wir über das Bild auf den Paneelen haben, farblich korrigieren, damit dieses Bild für das menschliche Auge dem umgebenden Hintergrund aus Dachschindeln ähnelt“, sagt Occidentale .

Was Designs angeht, hat Sistine eine Datenbank mit gängigen Dachmustern in den Vereinigten Staaten zusammengestellt, etwa Asphaltschindeln, Tonziegel und Schiefer in einer Vielzahl von Farben. „Wenn also ein Hausbesitzer zum Beispiel sagt: ‚Wir haben Schindeln im Rindenholzmuster hergestellt‘, haben wir ein passendes Design dafür“, sagt er. Kundenspezifische Designs sind nicht so beliebt, aber zu Testprojekten gehören kommerzielle Drucke für große Unternehmen und sogar das Gesicht von Occidentale auf einer Tafel.

Derzeit testet Sistine SolarSkin im Rahmen eines DOE-Zuschusses im US-amerikanischen National Renewable Energy Laboratory auf Effizienz, Haltbarkeit und Langlebigkeit.

Der Bereich der ästhetischen Solarenergie steckt noch in den Kinderschuhen, aber er wächst: Große Unternehmen wie Tesla entwerfen komplette Solardächer. Aber soweit Balasubramanian weiß, ist Sistine das einzige Unternehmen, das eine Schicht hergestellt hat, die in jedes Solarpanel integriert werden kann und jede Farbe sowie komplizierte Muster und echte Bilder anzeigen kann.

Unternehmen könnten SolarSkin-Solarmodule daher auch als Geschäftsschilder nutzen. Kommunen könnten auf Autobahnen lichtbetriebene Solarmodule installieren, die sich in die umliegende Natur einfügen. An Bushaltestellen könnten Tafeln mit wechselnder Werbung angebracht werden, um Mobiltelefone, Informationskioske und andere Geräte aufzuladen. „Sie können damit beginnen, Solarenergie an Orten zu installieren, an die Sie vorher normalerweise nicht gedacht haben“, sagt Balasubramanian. „Bei dieser Technologie sind der Fantasie wirklich keine Grenzen gesetzt.“

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