Multifunktionelle Nutzung von gebäudeintegrierter Photovoltaik. Prof.Dr.Ursula Eicker Zentrum für angewandte Forschung nachhaltige Energietechnik
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- Alma Pohl
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1 Multifunktionelle Nutzung von gebäudeintegrierter Photovoltaik Prof.Dr.Ursula Eicker Zentrum für angewandte Forschung nachhaltige Energietechnik
2 Multifunktionalität Energetische Funktionalität: Strom Wärme Kälte - Tageslicht Konstruktive Funktionalität Wetterschutz Sonnenschutz - Wärmeschutz
3 Konstruktive Multifunktionalität Kaltfassade: Vorgehängte Photovoltaik Isolierglasverbund Warmfassade: PV Modul Hinterlüftete Doppelfassade PV Modul T o T i T o Luftstrom T i
4 Energetische Multifunktionalität: Strom Jan 98 Apr 98 Jul 98 Okt 98 Jan 99 Apr 99 Jul 99 Okt 99 Jan 00 Apr 00 Jul 00 Okt 00 Jan 01 Apr 01 Jul 01 Okt 01 E [MWh] bzw. [%] Meßdaten Simulation Differenz [%] Messe München: 3761 MWh gemessen, 3736 MWh berechnet
5 Energetische Multifunktionalität: Wärme 60 Übertemperatur [K] dach optimal dach ohne hinterlüftung fassade gut hinterlüftet fassade ohne Hinterlüftung 10 Frei stehend 0
6 Energetische Multifunktionalität: Wärme 12 Jährliche elektrische Energieverluste [%] Frei stehend Dach optimal Dach ohne Hinterlüftung Fassade gut hinterlüftet Fassade ohne Hinterlüftung
7 Energetische Multifunktionalität: Kälte
8 Energetische Multifunktionalität: Tageslicht
9 Öffentliche Bibliothek Mataró Grundfläche: 39mx32m Zwei Geschosse+UG jeweils1250 m²
10 Öffentliche Bibliothek Mataró Roads/Streets Non built-up Areas Mataró Library Built-up Areas Hauptfassade 5 aus Südrichtung gedreht
11 PV-Luftkollektor Fassade Luftkollektor 1.4m PV Module 6.5m Mauerwand 2.08m 38m
12 Konstruktion Fassade Spaltbreite 0.14 m 6.5 m Aussenluftansaugung
13 Elementkonstruktion Fassade Spaltbreite 0.14 m 6.5 m Aussenluftansaugung
14 Elementkonstruktion Fassade Spaltbreite 0.14 m 6.5 m Aussenluftansaugung
15 Fassade-Luftkollektor- Kaltfassade 1038 mm aluminium absorber H max. 163 mm h dimensions 26,66 mm
16 Fassade-Luftkollektor- Kaltfassade
17 Fassade-Luftkollektor- Kaltfassade
18 Infraro-Thermographie Fassade
19 PV-Dachsheds
20 PV Module Lage Modultyp Modulabmessung (m) Module pro Element Anzahl Elemente Fläche gesamt (m²) Fassade ASE- Spezialmodul B=1,05 H=2, ,8 Shed 1-3 BP Solar BP252 B=0,987 H=0, pro Shed, insgesamt Shed 4 Photowatt PWX500 B=1,012 H=0, ,6 Shed 1-4 PST PM6008 A068L B=1,0 H=0,6 4 6 pro Shed, insgesamt 24 57,6 GESAMT 180 Elemente 569 m²
21 PV-Dachsheds: amorph und kristallin
22 PV-Dachsheds
23 PV Systemtechnik Lage Anzahl Module W p / Modul Leistung W p Moddultyp Technologie MPP- Spannung Modul (V) DC Spannung Feld (V) Wechsel richter Shed 1-3 BP Solar Fassade ASE Polykristallin Monokristallin Solwex 5076 (5kW) Solwex 5076 Shed 4 Photo -watt Polykristallin Solwex 5076 Shed 1-4 PST Amorph- Semitransparent Solwex 2065 (2kW)
24 Systemkosten: 1167 /m² Wechselrichter 8% Netzkopplung 6% DC-Verkabelung 5% Konstruktion 23% PV-Module 58%
25 Kostenvergleich PV oder Glaskosten Konstruktion Systemtechnik Kosten [Euro/m²] Fassade mit Spezialmodulen CURTAIN WALL Dachsheds mit Standardmodulen CURTAIN WALL Fassade mit laminiertem Glas CURTAIN WALL Kaltfassade mit Standardmodulen
26 Warmluftnutzung? Temperaturerhöhung [K] PV Fassadenhöhe [m] T = 0 C T = 10 C T = 20 C T = 30 C T= 40 C
27 Warmlufterzeugung Transmissionswärmerückgewinnung Wirkungsgrad: 13-20% thermisch direkt 12% elektrisch + 70% Wärmerückgewinnung der Transmissionswärmeverluste
28 Sommerliche Energieproduktion Thermal energy production [kwh] July August September PV facade (225 m²) Air coll. Facade (50m²) PV roof (300 m²) Air coll. Roof (100m²)
29 Solarthermisches Kühlen Luftkollektorfeld PV-Sheds Aussenluft Fortluft Fortluft Wärmetauscher Befeuchter Abluft Luftkollektorfeld- Fassade Aussenluft Sorptionsrad Heizregister Zuluft PV- Fassade Kompressionskältemaschine Aussenluft
30 Temperaturen solarthermisches System 100 Luftkollektor 80 Temperatur [ C] PV Austritt Aussenluft 0 Zuluft
31 Temperaturen Gebäude Temperatur [ C] Raumabluft Aussenluft 0 Zulufttemperatur 8:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 Uhrzeit am
32 Entfeuchtungsleistung absolute Feuchte [g/kg] Feuchte nach Sorption gem. Feuchte nach Sorption berechnet Aussenfeuchte gemessen 0 6:00 8:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 Uhrzeit am
33 Solarthermisches Kühlen
34 Solarthermisches Kühlen
35 Gesamtbilanz Thermische Energie Winter Thermische Energie Sommer Jährliche elektrische Energie 400 Energie (kwh/m²) PV Fassade PV Sheddach Verglaste Fassade
36 Zusammenfassung POLYGENERATION: Multifunktionelle Nutzung PV - Warmluft Kälte - Tageslicht energetisch, funktional und finanziell sinnvoll
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