Eine Plattform für die Wissenschaft: Bauingenieurwesen, Architektur und Urbanistik
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Anhand von exemplarisch ausgeführten Beispielen werden solartechnisch relevante Aspekte für die Planung aufgegriffen und technische Lösungsmöglichkeiten und Entwicklungen aufgezeigt. Gebäudeintegrierte Photovoltaiksysteme bestehen in der Regel aus den drei Hauptkomponenten: Glas, Solarzelle und Haltekonstruktion. Die Vielzahl der Kombinationsmöglichkeiten ist nahezu unerschöpflich, da unterschiedliche Gläser, Zellen und Konstruktionen jeweils objektspezifisch miteinander kombiniert werden können. Als Fallbeispiel wird eine Solaranlage betrachtet, die eine nach Süden ausgerichtete Solarfassade aufweist. Bei einer derartigen Fassade ist der Energieeintrag im Sommer vergleichsweise gering und im Winter vergleichsweise hoch. Werden an dieser Solarfassade die Solarzellen bis nahe (> 30 mm) an den Glasrand positioniert, um dem Architekturwunsch einer homogenen 'Anmutung' zu entsprechen, so hat dies unter Umständen für den Energieeintrag katastrophale Folgen. Bei einem Glaseinstand von 1 mm führen Glashalteleisten von typischerweise ca. 15 mm Bauhöhe immer dann zu einem Schlagschatten auf die Solarzelle, wenn der Einstrahlwinkel der Sonne kleiner 45 deg ist. Dadurch wird der theoretisch nutzbare Zeitraum zur Stromerzeugung mehr als halbiert. Technische Neuentwicklungen sind Solarelemente im Bogenglas-System. Durch die große Bauhöhe und das daraus resultierende hohe Widerstandsmoment ist diese Konstruktion sehr stabil gegen Druckbelastungen von oben. Wird das Solarelement mit bereits vorher verformten Einzelgläsern hergestellt, so ist das Verbundmaterial Gießharz keinen Spannungen durch die Verformung ausgesetzt. Wird im Gegensatz dazu der Verbund im nicht verformten Zustand hergestellt und anschließend verformt, so ist das Verbundmaterial einer andauernden Spannung durch die Verformung ausgesetzt. Die Solarzellen sind bei beiden Herstellungsverfahren nicht durch die Verformung gefährdet, da sie immer in der sogenannten neutralen Zone liegen und deshalb keinen Spannungen ausgesetzt sind.
Anhand von exemplarisch ausgeführten Beispielen werden solartechnisch relevante Aspekte für die Planung aufgegriffen und technische Lösungsmöglichkeiten und Entwicklungen aufgezeigt. Gebäudeintegrierte Photovoltaiksysteme bestehen in der Regel aus den drei Hauptkomponenten: Glas, Solarzelle und Haltekonstruktion. Die Vielzahl der Kombinationsmöglichkeiten ist nahezu unerschöpflich, da unterschiedliche Gläser, Zellen und Konstruktionen jeweils objektspezifisch miteinander kombiniert werden können. Als Fallbeispiel wird eine Solaranlage betrachtet, die eine nach Süden ausgerichtete Solarfassade aufweist. Bei einer derartigen Fassade ist der Energieeintrag im Sommer vergleichsweise gering und im Winter vergleichsweise hoch. Werden an dieser Solarfassade die Solarzellen bis nahe (> 30 mm) an den Glasrand positioniert, um dem Architekturwunsch einer homogenen 'Anmutung' zu entsprechen, so hat dies unter Umständen für den Energieeintrag katastrophale Folgen. Bei einem Glaseinstand von 1 mm führen Glashalteleisten von typischerweise ca. 15 mm Bauhöhe immer dann zu einem Schlagschatten auf die Solarzelle, wenn der Einstrahlwinkel der Sonne kleiner 45 deg ist. Dadurch wird der theoretisch nutzbare Zeitraum zur Stromerzeugung mehr als halbiert. Technische Neuentwicklungen sind Solarelemente im Bogenglas-System. Durch die große Bauhöhe und das daraus resultierende hohe Widerstandsmoment ist diese Konstruktion sehr stabil gegen Druckbelastungen von oben. Wird das Solarelement mit bereits vorher verformten Einzelgläsern hergestellt, so ist das Verbundmaterial Gießharz keinen Spannungen durch die Verformung ausgesetzt. Wird im Gegensatz dazu der Verbund im nicht verformten Zustand hergestellt und anschließend verformt, so ist das Verbundmaterial einer andauernden Spannung durch die Verformung ausgesetzt. Die Solarzellen sind bei beiden Herstellungsverfahren nicht durch die Verformung gefährdet, da sie immer in der sogenannten neutralen Zone liegen und deshalb keinen Spannungen ausgesetzt sind.
Gebäudeintgerierte Photovoltaik: Herstellung, Gestaltungsmöglichkeitn, Beispiele, Innovationen
Erban, C. (Autor:in)
2001
14 Seiten, 17 Bilder
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
Photovoltaik-lnnovationen - Schuco-Photovoltaik-Wettbewerb
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