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Ertragsoptimiert ausgerichtete PV-Kleinmodule in Sichtbetonfassaden

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Prinzipieller Aufbau eines SOLAR.con-Fassadenelements

Weltweit steigt der Anteil regenerativ erzeugter Energie an der Stromversorgung kontinuierlich an. Die Photovoltaik (PV) nimmt dabei einen wichtigen Stellenwert ein. In Deutschland soll zudem bereits ab 2021 der Gebäudestandard „Niedrigstenergiehaus" für alle Neubauten eingeführt werden, der neben einer hohen Gesamtenergieeffizienz alternative Energieerzeugung im oder in der Nähe des Gebäudes vorschreibt. Andere Länder planen bereits ähnliche Regelungen. Daraus ergibt sich ein großes Potential für gebäudeintegrierte PV (BIPV), bei der zunehmend gestalterisch hochwertige, fassaden- und bauteilintegrierte Lösungen gefragt sind.

Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung einer architektonisch anspruchsvollen vorgehängten Sichtbetonfassade mit integrierten, ertragsoptimiert ausgerichteten PV-Kleinmodulen. Die Ausrichtung der Module in der Fassade wird bereits im digitalen Entwurfsprozess durch algorithmusbasiertes Entwerfen optimiert, indem u. a. Fassaden- und Standortparameter sowie technische und wirtschaftliche Zielparameter einbezogen werden. Zur Umsetzung der BIPV-Fassade werden verschiedenartige, kombinierbare, leichte Betonmodule entwickelt, die PV-Kleinmodule ertragsoptimiert ausgerichtet aufnehmen und dann zu großformatigen Fassadenelementen zusammengefügt werden. Zur Erhöhung der Systemflexibilität hinsichtlich Optimierung und architektonischer Anpassungsfähigkeit sollen farblich gestaltbare PV-Kleinmodule sowie ein geeignetes wirtschaftliches Gesamtverschaltungskonzept entwickelt werden. In Versuchsständen mit relevanter Einsatzumgebung soll die entwickelte Fassade ihre Funktionstüchtigkeit als Gebäudehülle und Energieerzeuger entsprechend Technology-Readiness-Level 5 nachweisen.