Photovoltaik Module-Betrieb-Möglichkeiten

Transkript

1 Photovoltaik Module-Betrieb-Möglichkeiten Doz. Dr.-Ing. Ditmar Schmidt Solarinitiative MV Solarzentrum MV Triwalk/Wietow 1

2 Gliederung 1. Die Solarzelle 2. Das Solarmodul 3. Was ein Solarmodul alles kann 1. Stromerzeugung 2. Witterungsschutz 3. Sonnenschutz/Verschattung 4. Schallschutz/Schalldämmung 5. Wärmedämmung 6. Sichtschutz/Lichtlenkung 7. Elektromagnetische Abschirmung 8. Elektromagnetische Energiewandlung 9. Klimatisierung 10. Heizung 11. Ästhetische Qualität/Design 12. Sonderanwendungen 2

3 1. Die Solarzelle 3

4 Photovoltaik Licht kommt an.strom kommt raus seit 1839 bekannt 4

5 Welche Solarzellen gibt es? Wo ist der Unterschied? Alle wandeln Licht in Strom um! Unterschiedliche Wirkungsgrade monokristallin : 14-18% polykristallin : 12-16% dünnschicht : 7-11% Unterschiedlicher Flächenbedarf für 1 kwp monokristallin : 5,5-7,8 m² polykristallin : 6,25-8,3 m² dünnschicht : 9-14,2 5

6 Unterschiedliche Lichtempfindlichkeit monokristallin : besser für direkte Strahlung polykristallin : wie monokristallin, nicht so temperaturabhängig dünnschicht : besser für diffuses Licht, kaum temperaturabhängig, unempfindlicher bei Teilabschattungen Unterschiedliche Preise ( /kwp) 6

7 Silizium Solarzellen Polykristalline Zelle Wirkungsgrad ca. 13% Monokristalline Zelle Wirkungsgrad ca. 15% Hocheffiziente Zelle (Raumfahrt) Wirkungsgrad ca. 20% Amorphe Solarzelle Wirkungsgrad 6-8% 7

8 Ausnutzung der Sonnenstrahlung verschiedener Materialien 8

9 Spektrale Empfindlichkeit 9

10 10

11 11

12 12

13 13

14 14

15 15

16 Farben 16

17 Mehrschichtsolarzellen für Konzentratortechnik 17

18 2. Das Solarmodul 18

19 Solarzelle Solarmodul Solargenerator 19

20 20 Prinzipielle möglichkeiten

21 21 Standardmodule

22 PV Module Glas / Folie Glas / Glas 22

23 23

24 Flexible Module 24

25 Mehr als Modultypen auf dem Deutschen Markt 25

26 Alwitra Solarfolie 26

27 27

28 28

29 29

30 Konzentratortechnik 30

31 Planungsfaktoren Einfluss der Ausrichtung Einfluss der Umgebungstemperatur 31

32 A B S C A T T U N G 32

33 3. Was ein Solarmodul alles kann 33

34 3.1 Solare Energieerzeugung Ertrag abhängig von Material, Neigung, Ausrichtung, Aufbau (teilweise) Amortisation der Fassade innerhalb des Lebenszyklus möglich! 34

35 Photovoltaik - netzgekoppelte Anlagen Deutschland - Ende 2012 ca. 1,3 Mio. Anlagen mit insgesamt 32,4 GW 35

36 Anlagentypen 36

37 Freiflächen Die größte Solaranlage der Welt Senftenberg 166 MWp 352 ha, Module Nachgeführt Aufgeständert Dachintegriert Gebäudeintegriert 37

38 Beispiel: PV-Dach und Fassade, Hochhausfassade 38

39 Häufige Installationsarten im Einfamilienhaus 39 Auf-Dach Dach-Montage einfachste und gebräuchlichste Variante Dachintegration Solarmodule sind in das Dach eingebaut Aufständerung bei Flachdächern chern üblich, Auslegung auf hohe Windlast

40 S O L A R M O D U L = B A U S T O F F E mit Produktion von E N E R G I E E 40

41 Solarmodule für Dacheindeckungen 41

42 Solardächer 42

43 3.2 Witterungsschutz Regen- und Winddichtigkeit Windlastfestigkeit Klimawechselresistenz Alterungsbeständigkeit 43

44 Beispiel: Kraftwerksturm Duisburg 44

45 Beispiel: Vordach 45

46 3.3 Sonnenschutz/Verschattung Regelung über Packungsdichte Verwendung semitransparenter Zellen 46

47 Beispiel Verschattung PV-Doppelglasscheiben Im Atriumsbereich 47

48 48

49 49

50 3.4 Schallschutz/Schalldämmung Schalldämm-Maß von 25dB durch Mehrschichtaufbau Höherer Wert durch Mehrscheibenisolierglastechnik möglich 50

51 51

52 3.5 Wärmedämmung In Kombination mit üblichen Konstruktionen und Wärmedämmstoffen Im Isolierglasverbund 52

53 Einfachglas Doppelglas VSG Solarmodule als Fassadenelemente Dreifachglas Iso-Verbund Vierfachglas Iso-VSG 53

54 Beispiel: Tonnendach 54

55 Beispiel: Schwimmbad 55

56 3.6 Sichtschutz, Lichtlenkung 56

57 3.7 Elektromagnetische Abschirmung/Schirmdämpfung Elektrisch leitende Elemente wirken wie ein Faradayscher Käfig Reduzierung von Elektrosmog innerhalb von Gebäuden 57

58 3.8 Elektromagnetische Energiewandlung Integration einer Sendeoder Empfangsantenne in ein PV-Modul ( solare Planar-Antenne ) 58

59 Beispiel: Nachrichtenübertragung Computersimulation: Nachrichtenübertragung mit Solarer Planar-Antenne 59

60 3.9 Klimatisierung Kombination von PV mit thermischer Energiewandlung in der Gebäudehülle (Luft / Wasser) Verbesserung des PV- Wirkungsgrads 60

61 Duo Solar Strom und Wärme 61

62 3.10 Heizung Heizung durch Rückstrom in speziell gestalteten Modulen möglich 62

63 3.11 Design /Ästhetik PV Fassaden- und Dachelemente sind hochwertige Baumaterialien die den unterschiedlichsten Design-Anforderungen angepasst werden können 63

64 Beispiel: Sporthalle Tübingen 64

65 Beispiel: BP Showcase 65

66 66

67 Beispiel: Feuerwehr 67

68 3.12 Sonderanwendungen 68

69 69

70 70

71 Carportlösungen 71

72 Terassenüberdachungen 72

73 Der Flügel der Solar Impulse hat mit 63 Metern die Spannweite eines Airbus A

74 Danke für die Aufmerksamkeit Photovoltaik lohnt sich!!!! auch wenn es mal richtig heiß wird! 74