_Gebäudetechnik
Dreidimensional gefaltete Solarfassade
Parametrisch optimierte Fassade bringt 50 Prozent mehr Solarertrag
Anders als Dächer bieten Fassaden oft große, freie Flächen, die für die Stromgewinnung mit Photovoltaikanlagen potenziell geeignet sind. Doch aus ästhetischen Gründen und aufgrund des geringeren Solarertrags durch die ungünstigeren Einstrahlungswinkel werden Solarfassaden bisher selten realisiert. Architekten der Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur Leipzig (HTWK Leipzig) und Wissenschaftler des Fraunhofer-Center für Silizium-Photovoltaik (CSP) haben jetzt gemeinsam eine Solarfassade entwickelt, die dank ihres innovativen, dreidimensionalen Designs bis zu fünfzig Prozent mehr Solarertrag auf gleicher Fläche bringt.
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Die Solar.shell getauften Module werden in der facettenartig gefalteten Fassade so ausgerichtet, dass sie im Jahresverlauf möglichst viel Sonnenstrahlung ausgesetzt sind. Die Forscher modellieren die Fassade dazu mithilfe computerbasierter, parametrischer Entwurfsprinzipien. Dabei werden der Sonnenverlauf im Tages- und Jahreszyklus sowie die Höhe der umgebenden Gebäude am Standort in das Entwurfsmodell einbezogen und der Winkel der Solarmodule durch Neigung und Eindrehung entsprechend angepasst.
Auf diese Weise lassen sich bis zu fünfzig Prozent mehr Strom gewinnen als bei herkömmlichen Fassaden mit vertikal installierten PV-Anlagen. Mithilfe des eingesetzten Verfahrens können die Forscher künftig für jeden beliebigen Gebäudestandort und für jede Himmelsrichtung die optimale Solarfassade entwerfen.
Die Entwurfsvariante ist so weit ausgearbeitet, dass sie als Funktionsmuster baulich umgesetzt werden konnte. In den zwei mal drei Meter großen Prototypen aus Aluminiumverbundplatten sind insgesamt neun Solarmodule eingelassen. Diese erzeugen aus dem vor Ort einfallenden Sonnen- und Kunstlicht Strom, der über einen integrierten USB-Anschluss genutzt werden kann.
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