Integration von Photovoltaik in nachhaltige Fassadensysteme. Wolfgang Gollner

Transkript

1 Integration von Photovoltaik in nachhaltige Fassadensysteme B1 Integration von Photovoltaik in nachhaltige Fassadensysteme Wolfgang Gollner

2 Zur eigenen Person B2

3 B3 Fassadensystem mit integrierter Photovoltaiktechnik Allgemeine Anforderungen an moderne Lichtöffnungen: Bezug zum Aussenraum opt. Tageslichtausbeute Blendschutz Lichtmodulation Sonnenschutz energetische Anforderungen Lüftung Solar experts,

4 B4 Sonnenschutz und solare Stromgewinnung Optimierte Verschattung ermöglicht gleichzeitig maximierter Solarstromausbeute. Möglichkeiten von Verschattungen mit intgrierter PV-Technik: Isolierverglasungen mit integrierter Photovoltaiktechnik semitransparente Photovoltaikzellen als Diffusor solarautarke, nachgeführte Verschattungslamellen Module auf Verschattungslamellen solare Fensterläden PV- Sonnenschutz Suisse Solar Systems,

5 B5 g- Wert und Transmissionsgrad Hoher Gesamtenergiedurchlasswert (g-wert) einer Verglasung bedeutet hohe solare Wärmlasten. Zielvorgabe für Tagelichtsystemen: hoher Tageslichtquotient (TQ = Aussenbeleuchtungsstärke / Innenbeleuchtungsstärke) kurze Kunstlichtbrenndauer Lamellensysteme als Sonnenschutz und zur Verbesserung der Tagesbelichtung Colt group,

6 B6 Starre und bewegliche Sonnenschutzlamellen Starre Lamellen: wirken wie Vordächer bieten Sonnenschutz ermöglichen verbesserte Tageslichtausbeute Bewegliche Lamellen: werden dem Sonnenlauf nachgeführt können mit Photovoltaikelementen ausgestattet werden solarautarker Betrieb ist möglich

7 B7 starre Sonnenschutzelemente bewegliche Sonnenschutzelemente Sunways AG, Colt group,

8 B8 Drehbare Verschattungslamellen: Maßgefertigte Glas- Folien- Laminate

9 B9 Photovoltaikfassaden Aufbau einer Photovoltaikfassade entspricht jenem einer Standardglasfassade. Photovoltaikmodule übernehmen Aufgaben von konventionellen Aussehüllen. Photovoltaikmodule aus kristallinem Silizium als Gebäudeaußenhülle Sunwas AG,

10 B10 Kaltfassaden Kaltfassaden sind zweischalige Konstruktionen: äußere Schale: Wetterschutz, Möglichkeit zur PV-Integration innere Schale: Tragwerk, Wärmedämmung dazwischen: Luftschicht Schnitt durch Kaltfassade: mit und ohne PV- Modul Dr. Pfeiler GmbH, Kaltfassade aus kristallinen PV- Modulen adrian welch,

11 B11 Warmfassaden Warmfassaden sind nicht hinterlüftet. Daher: Anwendung von Dünnschichtmodulen Systemskizze PV- Warmfassade Dr. Pfeiler GmbH, PV- Fassade mit Dünnschichtzellen, Sporthalle Tübingen Quelle: Björn Appel

12 B12 Structural Glazing Fassaden Glaselemente werden mit Tragrahmen verklebt. Es entsteht eine glatte Glasoberfläche ohne Rahmenprofile. Structural Glazing: Detail mit und ohne PV- Modul Dr. Pfeiler GmbH, Structural Glazing Fassade aus Dünnschichtmodulen Stadt Heidleberg,

13 B13 Doppelfassaden Zusätzliche Hülle vor einer vorhandenen, vollwertigen Fassade Doppelfassade: mit und ohne PV- Modul als zusätzliche Hülle Dr. Pfeiler GmbH, Doppelfassade mit kristallinen Siliziumzellen Biohaus,

14 B14 Halterungssysteme für Fassadenmodule Linien- Halterungen: Pressleisten linienförmige Lagerung auf gegenüberliegenden Seiten Klippsysteme Kabelführung, meist in Primärstruktur integriert Pfosten Riegel Konstruktion mit eingehängten PV- Modul Dr. Pfeiler GmbH,

15 B15 Gestaltungsmöglichkeiten für Photovoltaikfassaden Gestaltungsmöglichkeiten bei der Anlagenplanung durch Variationen von: Größe Solarzellentyp Solarzellentransparenz Solarzellenfarbe Farbe und Transparenz der rückwärtigen Glasscheibe / Hintergrundfolie Glastyp / Folientyp

16 B16 Halterungssysteme für Fassadenmodule Punkthalterungen: Klammern Nieten Schrauben Punktgehaltene, rahmenlose Ganzglasfassade Semcoglas GmbH,

17 B17 Dächer Dächer sind die ideale Fläche zur Photovoltaikintegration: höchste Solareinstrahlung wenig Verschattung Schrägdach Flachdach Sheddach Sunways AG,

18 B18 Schrägdächer Möglichkeiten und Anforderungen für die Deckung mit Photovoltaikmodulen: Metalldachbahnen mit amorphen Standardmodulen kleinteilige Photovoltaiksysteme, Dachziegelsysteme Decksysteme mit Standardmodulen opt. Ausrichtung südseitig, mind. Neigung 15 Energiebaron,

19 B19 Wärmegedämmte Stahlleichtbauelemente mit integrierten Photovoltaikzellen Wärmegedämmte Dachfertigteile mit gedämmten Kern und amorphen Siliziummodulen an der Oberseite Kombinierbar mit Elementen ohne PV-Technik Breite: 1,00m Länge: bis zu 17,5m geringes Gewicht Stahlleichtbau-Element mit amorphen PV- Zellen

20 B20 Photovoltaik - Metalldacheindeckungen Konventionelle Aluminiumbauelemente können mit Modulen aus amorphen Siliziumzellen auf flexibler Edelstahlfolie ausgestattet werden. Metalldachbahn mit integrierten Modulen aus amorphen Silizium Energytech,

21 B21 Dachabdichtung mit Photovoltaikmodulen Solarer Stromerzeugung durch wetterfeste Dachhautschichten Kunststoffdachbahnen mit auflaminierten Dünnschichtmodulen Vorteile: geringes Eigengewicht flexibel und anpassbar optimal Nutzung des Lichtspektrums gutes Temperaturverhalten PV Dachabdichtung www. muellerbedachungen.de

22 B22 Sheddächer Nach Norden gerichtete Glasflächen dienen zur Raumbelichtung, südseitig gerichtete Flächen werden zur Stromerzeugung genutzt. Beispiele von Sheddachtypen mit Photovoltaiktechnik: semitransparente Photovoltaik- Süddachflächen opake Süddachflächen Photovoltaiklamellen zur Südseitenverschattung über Glassheds Semitransparente Glas-Glas-Module in Isolierverglasung Ertex Solar,

23 B23 Photovoltaikmodule auf Verschattungslamellen; Modularten: Glas- Glas- Module Glas- Folien- Laminate Teilbelegung gegen Verschattung standardisierte Profilsysteme Zellmaterial: transparenten Photovoltaikzellen Dünnschichtzellen kristalline Zellen mit weißer Rückglasscheibe PV- Verschattungsmodule Sunways AG,

24 B24 Fensterläden mit integrierter Photovoltaiktechnik Multifunktionales Bauelement: historischer Bauteil innovative Photovoltaiktechnik Verschattungswirkung von lichtdurchlässig bis verdunkelnd, abhängig von: Belegungsdichte Zellentyp (opak oder semitransparent) Wahl der Rückglasscheibe Fensterladen: Außen- und Innenansicht Solar - Sicherheit,

25 B25 Opake Sheddächer mit Photovoltaiktechnik: Die notwendige Tageslichtmenge bestimmt die Sheddichte. Sunways AG,

26 B26 Farben von Photovoltaikzellen Farben von unterschiedlichen Halbleitermaterialien: Schwarz: CIS Dünnschichtmodule Schwarz-grün: CdTe Dünnschichtmodule Schwarz-violett: Silizium-Solarzellen auf Glassubstrat Anthrazit-blau-violett: amorphe Triple- Siliziumzellen auf Metallsubstrat Anthrazit: monokristalline Solarzellen Dunkelblau: monokristalline Solarzellen Königsblau: multikristalline und monokristalline Solarzellen

27 B27 Erscheinungsbild von monokristallinen Siliziumzellen Typische "square- round Zellform: quadratische Zellen mit runden Ecken Sunways AG,

28 B28 Erscheinungsbild multikristalliner Siliziumzellen Sunways AG,

29 B29 Veränderung der Farbwirkung von Siliziumzellen Farbige, polykristalline Siliziumzellen Sunways AG,

30 B30 Multikristalline, semitransparente und farbige Siliziumzellen Der Solarserver,

31 B31 Transparente Photovoltaikzellen aus Silizium Blick durch transparente Powerzellen

32 Integration von Photovoltaik in nachhaltige Fassadensysteme B32 Integration von Photovoltaik in nachhaltige Fassadensysteme Wolfgang Gollner