Fraunhofer-Center für Silizium-Photovoltaik CSP
Photovoltaik-Anlagen sollen über Jahrzehnte zuverlässig Strom erzeugen. Doch wie verändern sich die dabei eingesetzten Materialien unter jahrelanger Sonneneinstrahlung, Hitze, Kälte, Wind und Feuchtigkeit? Und können dabei Nano- oder Mikroplastikpartikel freigesetzt werden? Diesen Fragen widmet sich das Forschungsprojekt »PV-MiPLAS« des Fraunhofer-Instituts für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS in Halle (Saale). Ziel des Projekts ist es, potenzielle Nano- und Mikroplastikeinträge aus Photovoltaik-Anlagen frühzeitig zu erkennen, wissenschaftlich zu bewerten und nach Möglichkeit zu minimieren.
Photovoltaik-Anlagen bestehen aus einer Vielzahl unterschiedlicher Materialien. Dazu gehören auch Kunststoffe, die beispielsweise in Folien, Dichtungen, Kabeln und weiteren Komponenten eingesetzt werden. Über die Lebensdauer einer Anlage hinweg sind diese Materialien vielfältigen Belastungen ausgesetzt. Witterungseinflüsse wie UV-Strahlung, Hitze, Kälte, Wind und Feuchtigkeit können zu Alterungsprozessen führen und die Materialeigenschaften verändern. Welche Auswirkungen diese Prozesse auf die mögliche Freisetzung von Nano- und Mikroplastik haben, lässt sich bislang jedoch nur schwer bewerten.
Hier setzt »PV-MiPLAS« an. Im Mittelpunkt des Projekts steht die Entwicklung neuer Testverfahren, mit denen sich das Alterungsverhalten relevanter Materialien unter praxisnahen Belastungen untersuchen lässt. Die Verfahren sollen möglichst frühzeitig Hinweise darauf liefern, ob und unter welchen Bedingungen ein Material zur Freisetzung von Nano- oder Mikroplastik beitragen kann. Ergänzend untersucht das Projektteam typische Materialien und Komponenten von Photovoltaik-Anlagen, um eine wissenschaftlich fundierte Datengrundlage aufzubauen.
»Bislang existieren keine etablierten Standardtests. Die zu entwickelnden Verfahren sollen eine schnelle und zuverlässige Risikoabschätzung ermöglichen und damit Planungs- und Investitionsentscheidungen im Ausbau der Photovoltaik unterstützen«, sagt Dr. Marko Turek vom Fraunhofer IMWS.
Das Projektteam verfolgt dabei mehrere Ziele: Zunächst soll besser verstanden werden, welche Materialien und Komponenten potenziell zu Nano- und Mikroplastikeinträgen beitragen können. Dafür sollen beschleunigte Materialtests entwickelt werden, mit denen sich mögliche Risiken schneller bewerten lassen als mit herkömmlichen Langzeituntersuchungen. Schließlich soll daraus eine standardisierte Bewertungsmethodik entstehen, die einen Vergleich unterschiedlicher Materialien und Komponenten ermöglicht.
Von den Ergebnissen können künftig Hersteller, Projektentwickler und Betreiber von Photovoltaik-Anlagen profitieren. Sie erhalten wissenschaftlich fundierte Werkzeuge, um die Umweltverträglichkeit von Materialien bereits bei der Auswahl und Planung besser einzuschätzen. Potenziell problematische Materialien könnten dadurch frühzeitig erkannt und geeignete Alternativen geprüft werden. Gleichzeitig lassen sich mögliche Umweltbelastungen und daraus entstehende Folgekosten, etwa für spätere Sanierungs- oder Reinigungsmaßnahmen, reduzieren.
Langfristig soll »PV-MiPLAS« dazu beitragen, die Photovoltaik noch nachhaltiger zu gestalten. Ein besseres Verständnis des Alterungsverhaltens von Materialien und standardisierte Verfahren zur Bewertung möglicher Nano- und Mikroplastikeinträge können helfen, Umweltrisiken frühzeitig zu erkennen und zu minimieren. Damit leistet das Projekt einen Beitrag dazu, dass Solarenergie auch langfristig eine sichere, ressourcenschonende und nachhaltige Schlüsseltechnologie der Energiewende bleibt.
(20. Oktober 2026)