Bauwerkintegrierter Photovoltaik multifunktionale Bauteile für die Gebäudehülle

Transkript

1 Bauwerkintegrierter Photovoltaik multifunktionale Bauteile für die Gebäudehülle Dr. Ingrid Lützkendorf IAB Weimar ggmbh , Weimar: Infotag Solare Energienutzung 1

2 Institut für Angewandte Bauforschung Weimar gemeinnützige GmbH Baustoffe und Verfahrenstechnik Bausysteme und Bauteile Tief und Rohrleitungsbau Energie und Gebäudetechnik IAB Präsentation 2

3 Solarenergie nutzen! Die Kernfusion auf der Sonne liefert stündlich die Energie, welche die Menschheit jährlich verbraucht! [nach Golle, Extrawatt] 3

4 Solarenergienutzung PV Anlagen als Renditeobjekt Umweltbeitrag zur unabhängigen Selbstversorgung als Versicherung gegen steigende Strompreise SOLON AG 4

5 Alternative BIPV PV Anlagen bauwerkintegriert für energieaktive Gebäudehüllen Sonnenhaus Institut e. V. SCHOTT AG 5

6 Gebäude der Zukunft sollen höchste Energieeffizienz aufweisen EU Gebäuderichtlinie: Niedrigstenergiehäuser behördlich genutzt: ab 2019 alle Gebäude: ab 2021 vor Ort vorhandene Energie nutzen aktive Rolle im Stromnetz übernehmen (Netzeinspeisung) Tübingen: Baupflicht für Solarstromanlagen bei Neubauten [ , SCHOTT Solar AG 6

7 PV BIPV Solaraktive Gebäudehüllen dafür erforderlich: konventionelles Modul multifunktionales PV Bauteil erzeugt PV Strom erfüllt alle Funktionen als Bauteil und erzeugt PV Strom Beitrag zur Refinanzierung 7

8 Multifunktionales PV Bauteil BIPV Modul ersetzt herkömmliches Bauteil der Gebäudehülle Dachdeckung Ziegel PV Bauteil Würth Solar 8

9 PV Technologien / Materialien Kristall. Silizium Dünnschichtmodule Glas Folie Module asi/μcsi/cdte/cis/cigs Glas Glas Module auf Glas, Metall, Kunststoff Organische PV Basis Polymere niedermolekular ( Farbstoffzellen) Modul Wirkungsgrade (Serie) 16 20,4 % msi % psi % Biohaus Würth Solar BELECTRIC CENTROSOLAR Modul Wirkungsgrade (Serie) 7 14,5 % (12 20%) Modul Wirkungsgr. (Kleinserie) 5 8 % Farbstoffzellen 3 % Polymersolarzellen 5 % 9 Nicht der Modulwirkungsgrad allein entscheidet!

10 BIPV Bauelemente [Bendel/ISET] 10

11 PV Markt im Wandel BIPV Potenzial: [BVBS/FG BIPV] ca km² Gebäudehüllflächen Fassaden und Dächer ca. 300 GW PV Leistung ca. 900 Milliarden Umsatzpotenzial davon 1/3 im Bauwesen a2 solar SCHOTT Solar AG ARNOLD GLAS SCHOTT Solar AG 11

12 BIPV Beispiele Dach PV Dachziegel Monier Braas PV Oberlicht Transparenz durch Zellen Abstand asola Solarpower PV Deckung Würth Solar PV Oberlicht Transparenz durch semitransparente Zellen Glaswerke Arnold PV auf Metall RHEINZINK PV auf Dachbahnen alwitra 12

13 BIPV Beispiele Fassade Kaltfassade vorgehängte hinterlüftete Fassade Foto: IAB Warmfassade Schott Balkonbrüstung Glaswerke Arnold Vordach Schüco Sonnenschutz Colt International SOLARWATT 13 sunways

14 BIPV Anforderungen Unterschiedl. Anforderungen an Standard /BIPV Module Anforderungen aus Elektround Bautechnik an alle Systemkomponenten Hohe ästhetische und gestalterische Anforderungen bzgl. Farbe, Form, Oberfläche Die Photovoltaik hat nur eine Zukunft, wenn sie sich harmonisch in die Architektur integrieren lässt. Charles Fritts 14

15 BIPV Anforderungen Unterschiedl. Anforderungen an Standard /BIPV Module Anforderungen aus Elektround Bautechnik an alle Systemkomponenten Hohe ästhetische und gestalterische Anforderungen bzgl. Farbe, Form, Oberfläche Die Photovoltaik hat nur eine Zukunft, wenn sie sich harmonisch in die Architektur integrieren lässt. Charles Fritts Physiker 1880 AIG Gotha GmbH 15

16 Gestalterische Freiräume Vielzahl Module + Montagesysteme Viele Formate, auch flexible Module Farbige, weiße, transparente oder bedruckte Module Dummys für Randabschlüsse und verschattete Bereiche Modulaufbau je nach Bedarf Glas Glas Module, Glas Folie Module, Folien Module auf Bauteilen 16

17 Organische Photovoltaik Energiegewinnung mit organischer Photovoltaik (OPV), Basis Polymere, kostengünstig durch Druckverfahren flexibel, transparent, leicht, recycelbar bessere Lichtausnutzung als kristalline PV Designfreiheit SOLARTE. OPV in Glasbauelementen SOLARTE. BELECTRIC + BGT sowie Werbeturm Frankfurt/M. Belectric Lützkendorf 17

18 Solaraktive Design Fassade SDF Element als VHF 2,40 x 3,20 x 0,03 m³ OPV mit unterschiedlichen Farben und Verbundmaterialien auf Beton (UHPC) Balkon Brüstung, geschwungen, Standard OPV 18

19 BIPV Design FH Bern/Mynthweiler + GSS/Höhne ; ABS 2016, Bilder, Muster Farbselektion, unterschiedliche Druckintensität, PV Raum sichtbar, Verluste ~ 20% 19 Bauwerkintegrierter Photovoltaik, Dr. I. Lützkendorf IAB Weimar ggmbh,

20 VHF Vorgehängte hinterlüftete PV Fassade KONVORTEC LITHODECOR 20

21 BIPV Fassaden Keine Bildfreigabe für Veröffentlichung. Siehe Quelle (rechts) 21 Wohnhaus Solaris, Zürich, 2017 BIPV Gebäudehülle [ hbf.ch/projekte /wohnbauten/ wohnhaussolaris zuerich] Foto: Beat Bühler, Zürich

22 Kassettenmodul Soltecture sulfurcell 22

23 Kompositpaneel StoVerotec PV Panel mit Würth Solar CIS Modul (Ventec/Manz) TU Dresden 23

24 BIPV Fassade, BMBF, Berlin 2014 BIPV selbstverständlich als ein Fassadenmaterial! Anlagenplanung: MR SunStrom GmbH Module: GSS Gebäude Solarsysteme 24

25 BIPV Fazit Zukunftsfähige Solararchitektur + energetische Nutzung der Gebäudehülle + konstruktive Lösungen + überzeugende Gestaltung Nutzen BIPV erschließt sich über ihre Multifunktionalität 25 BIPV Fassaden/Dächer tragen bei zu ihrer Refinanzierung zur Betriebskostensenkung BIPV keine reinen Renditeprojekte, sondern in 1. Linie Bauprodukte für multifunktionale, energieaktive Bauwerkhüllen Gestaltung Funktion BIPV Konstruktion

26 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! T. Borkovic Dr. Ingrid Lützkendorf / i.luetzkendorf@iab weimar.de 26

27 Bau und Photovoltaik Branche gemeinsam für die Energiewende: Multifunktionale bauwerkintegrierte Photovoltaik. bipv.org 27