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Maßarbeit: Mit einer neuen Fertigungstechnologie lassen sich künftig unterschiedlich große PV-Paneele vormontiert am Bau anliefern.

Bild: Protech

Smart Building Photovoltaik trifft Fassade

04.05.2015

Die Integration von Solarzellen in Bauwerke ist noch immer knifflig. Ein EU-Projekt will das ändern. Anscheinend mit Erfolg: In wenigen Wochen werden bereits die ersten Module gefertigt.

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Gebäudefassaden richten sich nicht nach den Produktionsformaten der Photovoltaik-Modulhersteller. Das macht Photovoltaik am Bau außer auf dem Dach teuer und damit zu einer Seltenheit. Die Vision des EU-Projekts Smartflex (siehe Kasten) war deshalb, eine Plug-and-Play-Technologie zu entwickeln, mit der sich Photovoltaik leichter und kostengünstiger in Gebäude integrieren lässt.

Verschattungsfreie Platzierung

Ausgehend von der Sicht des Architekten, der im CAD-Programm plant, sollen PV-Paneele beliebiger Form entstehen. Die einzelnen Solarzellen werden dabei innerhalb des Moduls, das die betreffende Fassadenfläche abbildet, per CAD-System planerisch so verteilt, dass man praktisch jede nicht verschattete Fläche zur Energiegewinnung nutzen kann.

Anschließend fließen die CAD-Daten direkt in die Produktionsmaschinen der Modul-, Glas- und Rahmenfertiger ein. Die Glaspaketierer können also die Integration der PV-Module ins Fenster nahtlos in ihren Produktionsprozess integrieren, genau wie später die Rahmenfertiger. Auf diese Weise lassen sich ins Gebäude integrierbare PV-Paneele in allen Größen zwischen 176 x 334 Millimeter und 1,7 x 4 Meter fertigen.

Auch die Montage der energieerzeugenden Elemente am Bau soll möglichst einfach sein: Glasfassaden kommen fertig gerahmt mit dem bereits integrierten PV-Modul zum Bau. Weil die Module über Modulwechselrichter und eine drahtlos daran angebundene sogenannte Smart Box einzeln gesteuert werden, ist kein zentraler Wechselrichter nötig, was die Montage vereinfacht.

Erscheinungsbild leidet nicht

Auch Bypass-Dioden an den einzelnen Modulstrings sind überflüssig. Die Modulwechselrichter werden an nicht einsehbaren Stellen befestigt, so dass das Erscheinungsbild unbeeinträchtigt bleibt. Der erzeugte Strom wird über eine Verbindungsbox mit integrierter DC/AC-Wandlung abgeführt, die auch den optimalen Betriebspunkt ermittelt.

Die Box ist aus Aluminium gefertigt und deshalb lange haltbar. Darüber hinaus kommen ausschließlich Glas-Glas-Module aus kristallinem Silizium zum Einsatz, dazu eine besonders wasserundurchlässige Spezialfolie. In einigen Wochen werden die Module für eine erste, rund 200 m2 große Testinstallation gefertigt. Im Sommer folgt dann deren automatisierte Integration in die geplanten Fensterflächen, noch später die der Fenster in die Rahmen.

Projektkoordinator Juras Ulbikas von Protech blickt zurück: „Am schwersten war es, die CAD-Hersteller zur Kooperation zu bewegen, weil sie die Schnittstellen als Betriebsgeheimnis begreifen.“ Schreitet das Projekt wie geplant fort, könnte es der BIPV-Technologie (building-integrated photovoltaics) zum Durchbruch verhelfen, zumal Ulbikas von einer langen Lebensdauer der Zellen ausgeht: „Wir rechnen mit guten Effizienzen über 30 bis 40 Jahre. Schließlich haben wir nur hochwertige Materialien verwendet.“

Das Projekt Smartflex

Acht Partner haben sich im Projekt Smartflex im November 2013 für drei Jahre zusammengetan. Ziel ist eine Technologie, mit der sich Photovoltaik einfach und günstig in Gebäude integrieren lässt. Die Projektaufgaben verteilen sich auf das Forschungszentrum für angewandte Zukunftstechnologien Protech in Vilnius als Koordinator, den litauischen Modulfertiger ViaSolis, die spanische Mondragon Assembly, spezialisiert auf kundenspezifische Prozessautomatisierung für verschiedene Branchen, den Glashersteller Glassbel, das Schweizer BIPV-Kompetenzzentrum Isaac, das Photovoltaik-Zentrum Berlin (PIB), wo die Technologie getestet wird, und den CAD-Anbieter Creative Amadeo, der ein Spezialmodul für das Design der BIPV-Module entwickelt hat, das nun in umfassende CAD-Systeme integriert wird.

Weitere Informationen: www.smartflex-solarfacades.eu

Bildergalerie

  • Zukunftswerkstatt: ViaSolis rüstet diese Modul-Fertigungsstraße auf die neue Technologie um.

    Bild: Protech

  • Spezialfolie: Die in den Glas-Glas-Modulen verwendete Folie ist wasserundurchlässig.

    Bild: Protech

  • Einfacher und kostengünstiger installiert: Dachflächen wie diese können mit der von Smartflex entwickelten Technologie billiger als bisher Energie erzeugen.

    Bild: Protech

  • Varianten: Die Integration der Module in die Fenster ist auf unterschiedliche Weise möglich.

    Bild: Protech

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