Architektur Integrierte Photovoltaik (AIPV) Praxis und Forschung

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1 Architektur Integrierte Photovoltaik (AIPV) Praxis und Forschung Energie Apéro Luzern Die Zukunft der Sonnenenergie Kompetenzzentrum Envelopes and Solar Energy (CC EASE) Prof. Dr. Stephen Wittkopf Telefon: Luzern

2 Übersicht - Kurz CV Wittkopf - Vorstellung CC EASE - Solare Gebäudehüllen - AIPV Forschungsmotivation - AIPV Beispiele aus der Praxis - AIPV Beispiel aus der Forschung - Demonstrationsprojekt 2,

3 Stephen Wittkopf Dipl.-Ing. Architekt RWTH Aachen NDS CAAD ETH Zürich Dr.-Ing. Architektur TU Darmstadt Assistenzprofessur National University of Singapore (NUS) /7 Gastprofessuren Hong Kong und Japan Professur NUS, Abteilungsleiter Solar Energy Research Institute of Singapore (SERIS) Gastprofessur EPFL Leiter Kompetenzzentrum CC EASE, HSLU T&A 3,

4 Kompetenzzentrum Envelopes and Solar Energy (CC EASE) Forschungsgruppen: -Material, Energie & Struktur in Architektur -Photovoltaik & Licht in Architektur Kernprojekte: -Nachhaltigkeit von Gebäudehüllen -Textile Gebäudehüllen (Stoffwechsel) -Solare Gebäudehüllen - Tageslichtlenksyssteme - Architektur Integrierte Photovoltaik Fachhochschule St. Gallen, Klima und Komfort, Stoffwechsel 4,

5 Solare Gebäudehüllen Tageslichtlenkung Stromproduktion Gestaltungsvielfalt Energieeffizienz Erneuerbare Energien Akzeptanz Genzyme Center, Cambridge Green Pix, Beijing Dubai Gateway 5,

6 Bedeutung solarer Gebäudehüllen 200% Plusenergie Umweltarena Spreitenbach Quelle: Solaragentur Bedeutung (Kann Soll Muss) (Effizient Nullenergie Plusenergie) Energiebilanz 190% Plusenergie Mehrfamilienhaus Fent Quelle: Solaragentur 6,

7 Akzeptanzprobleme mit gebäudeintegrierter Photovoltaik Gründe: -Zu dunkel -Zu glänzend -Zu schwer -Zu fragmentiert -Zu «maschinell» Aus Gestaltungsgründen abgewiesene PV Anlagen sind Realität. Quelle: Patrick Heinstein, EPFL-IMT Es gibt aber Ausnahmen 7,

8 AIPV Praxis Formenvielfalt Niederlassung Architekten Berger and Frank AG, Sursee Solare Fassade - 18kW p süd-orientiert, massgeschneiderte PV Module Quelle: brighthouse AG 8,

9 AIPV Praxis Semitransparenz Cité du Design, Saint-Etienne, Frankreich 25 kw p Semitransparente PV Module als Sicherheitsglas 9, stephen.wittkopf@hslu.ch

10 AIPV Praxis Sonnenschutz Gehry Gebäude, Novartis, Basel Perforierte Solarzellen lassen ca. 12% Tageslicht durch Quelle: Novartis 10,

11 AIPV Praxis Medien Greenpix Zero Energy Media Wall, Beijing, China, 2008 Integration von PV, Speicher und LED als geschlossenes System 11,

12 AIPV Praxis Grösse und Integration Umweltarena Spreitenbach 750 kw p PV Dach 203% Plus Energie Norman Foster Solar Award 2012 Quelle: Bruno Helbling 12,

13 AIPV Forschung - Materialität PVACCEPT Deutsch-italienisches EU Projekt Ziel: - Entwicklung innovativer PV Technologie zur Akzeptanzsteigerung im städtebaulichen Kontext Quelle: Solar Design by Ingrid Hermannsdörfer, Christine Rüb, 2006 Methoden: -See-through -Bedruckung -Sandstrahlen -Integration von LED 13,

14 AIPV Forschung - Farbe KLYMAA Entwicklung: EPFL/LESO Ziel: Entwicklung innovativer Oberflächen, die farbig wirken, aber transparent für solare Strahlung sind Methoden: Funktionale Beschichtungen auf Glas Quelle: SWISSINSO 14,

15 AIPV Forschung - Farbe archinsolar Entwicklung: EPFL/IMT Ziel: Entwicklung innovativer und kostengünstiger PV Module, die leicht zu integrieren sind Methoden: - Dünnschicht PV - Farbige Einkapselungen - Anti-Reflexbeschichtung Quelle: EPFL, IMT Neuchâtel, PV-Lab 15,

16 AIPV Forschung Zero-Energy-Building Quelle: SERIS Zero-Energy-Building Singapore, PPP Projekt Ziele: Vielfältige Integration verschiedener PV Technologien in die Gebäudehülle, Net-zero Energy Methoden: Integrierte Planung mit BIM, Validierung des Energieziels 16,

17 AIPV Forschung - Multifunktionalität Multifunctional PV Facades Clean Energy Project Singapur Ziel: - Bestimmung multifunktionaler Leistungsdaten und Planungsmethoden - Entwicklung innovativer Konzepte Methoden: - Leistungsmessung im Betrieb - Patententwicklungen Quelle: SERIS 17,

18 AIPV Forschung Struktur und Farbe AIPV Entwicklung: HSLU Ziel: Entwicklung architektonischer PV Module zur Integration in Fassaden Methoden: - Bedruckung auf Glas - Integration in Metallfassaden Glasmuster von Glas Trösch 18,

19 AIPV Forschung Pilot- und Demonstrationsprojekt Living Energy Lab Neubad Luzern Geplantes P&D Projekt HSLU Ziel: Innovative AIPV Technologien und Konzepte im kreativen und öffentlichen Raum demonstrieren und testen Hallenbad Luzern, Foto und Simulation Methode: -Installation an der Fassade des Neubads -Vergleichende Bewertung und Messung vor Ort -Kommunikation in die Öffentlichkeit 19,

20 Zusammenfassung Architektur Aspekte entscheiden über die Integration von Photovoltaik Praxis und Forschung entwickeln sich in diese Richtung Pilot- und Demonstrationsprojekte sind nötig 20,