PV-Luftkollektor-Fassaden

Unter Einwirkung von Sonnenenergie heizen sich Photovoltaikzellen auf. Erfolgt keine ausreichende Kühlung, sinkt die elektrische Leistung. Dagegen erfolgt in einem hinterlüfteten Photovoltaikmodul die Wärmeabfuhr kontrolliert an einen hinter der PV-Fläche geführten Kühlluftstrom. Die elektrische Leistung bleibt erhalten bzw. steigt sogar um 4% pro 10 Grad kühler gehaltener Photovoltaik-Zellentemperatur.

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Die wesentlichen Vorteile von Solarluftsystemem mit integrierter Photovoltaikanlage bestehen darin, dass gleichzeitig Strom und Wärme produziert wird. Durch eine einstrahlungskonforme Luftmengenregelung aufgrund der Kombination von Gleichstromventilatoren und den Photovoltaik-Modulen wird zudem auch eine relativ konstante Lufttemperatur nach dem Luftkollektor gewährleistet.

Eine besonders aussichtsreiche Anwendung der Solarluftkollektortechnik zeigt sich beispielsweise in den Hallenbädern, weil gerade in diesem Nutzungsbereich ein fast ganzjähriger Heizenergiebedarf bei gleichzeitig großen hygienisch erforderlichen Luftwechselraten erforderlich ist.
Zahlreiche Anwendungen finden solche Anlagen auch in Sporthallen, Lager- und Produktionshallen, Verkaufshallen, aber auch in Bürogebäuden und Schulen.

Solararchitektur mit Solarluftsystemen
Insbesondere für die Solararchitektur, die sich in letzter Zeit durch ihre Innovationen und Energieeffizienz immer mehr durchsetzt, finden solare Luftsysteme in Kombination mit der Photovoltaik beispielsweise als Fassadenintegration, ideale Voraussetzungen. Der Grund liegt in den synergetischen Wirkungsmöglichkeiten in technischer wie auch wirtschaftlicher Hinsicht. Hieraus ergeben sich auch neue Gestaltungsmöglichkeiten. Selbst bei einer Modernisierung von Wohn-, Büro- oder Verwaltungsbauten können derartig veränderte Wandaufbauten bauphysikalisch und konstruktiv zu "aktiveren" und schlankeren Bauteilen sowie zu einer zeitgemäßen Ästhetik des Erscheinungsbildes führen.

Im Bereich von Hallenbauten und Büro- sowie Verwaltungsgebäuden stellt die Einbindung von Solarluftsystemen in Kombination mit Photovoltaik eine interessante und kostengünstige Anwendung dar. Die Einbindung des PV-Solarluftsystems lässt sich sehr einfach realisieren. Besonders in Neubauten, aber auch für Sanierungen, bei denen die im Verhältnis große erforderliche Kollektorfläche als Fassadenintegration einen Teil der Gebäudehülle ersetzen kann. Bei entsprechender Planung sind hierbei die Mehrkosten unwesentlich.
Die thermischen Kollektoren stellen nach einer Modernisierung das prägende Gestaltungselement des Gebäudes dar.

Bei der Erstellung von solarthermischen Warmfassaden wird im Prinzip die Dämmung des Kollektors zur Gebäudeisolation verwendet. Durch die Anordnung einer in der Fassade enthaltenen Mineralwolldämmung von beispielsweise 5 cm, werden die geforderten Dämmwerte der Energieeinsparverordnung nicht nur erreicht, sondern über diesen "statischen" Wert hinaus wird auch an sonnenlosen Wintertagen ein um 30 % besserer Wert (Ueff = 0,21 W/m²K) ereicht. An Tagen mit Sonne sinkt der Dämmwert einer Wand sogar auf den Passivhausstandard mit Ueff = 0,04 W/m²K. Aufgrund des diffusen Anteils der Sonnenstrahlung von 30 bis 50 % wirken die Kollektoren auch auf der Nordseite als "aktiver" Fassaden-Wärmeschutz. Infolge der vertikalen Anordnung der Kollektoren in der Fassade ist der Anlagenertrag im Frühjahr und Herbst am höchsten.

Ferner liefert ein Klarglas, und nicht das graue, eher "griesig" wirkende Solarglas sowie die darunter bei näherem Herantreten sichtbare Solarabsorberfläche, die in einem Stück ausgeführt werden kann, ein ruhiges Erscheinungsbild der Fassade.

Neben der bauphysikalischen Auslegung müssen vor allem die thermodynamischen und hydraulischen Aspekte bzw. die elektrotechnischen Kriterien (Blitzschutz, Potenzialausgleich, etc.) berücksichtigt werden. Um eine potenzielle Wärmebrücke zu verhindern, muss der Kollektorrahmen eine thermische Trennung aufweisen.

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