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Integration von CIS-Photovoltaik in Wärmedämm-Verbundsysteme (PV-WDVS). Abschlussbericht
Es liegen bisher keine Erkenntnisse über die Integration durch insbesondere Klebung von PV-Elementen in WDVS (Wärmedämm-Verbundsysteme) vor. Es soll unter Berücksichtigung der baurechtlichen, konstruktiven, bauphysikalischen und gestalterischen Randbedingungen eine dauerhaft gebrauchstaugliche und wirtschaftliche Fassade erprobt und entwickelt werden. Es wurde als Trägerplatte insbesondere eine Polyurethan (PUR)-Hartschaumplatte untersucht. Zusätzlich kam eine Putzträgerplatte aus Blähglasgranulat zum Einsatz. Messungen am nicht hinterlüfteten, gedämmten PV-Modul sowie hygrothermische Simulationen zeigten, dass Temperaturen im Modul bis zu 85 °C erreicht werden können. Durch hygrothermische Simulationen wurde zudem beurteilt, dass im Bauteil keine kritische Feuchte auftritt. Mittels Schälversuchen, Haftzugfestigkeitsversuchen und Scherversuchen wurde ein geeigneter Klebstoff für die Verklebung des glasfreien PV-Moduls auf der Trägerplatte nachgewiesen. An den Klebstoff werden unter anderem folgende Anforderungen gestellt: (1) Eignung für den Einsatz im Außenbereich, (2) Temperaturbeständigkeit von bis zu 85 °C, (3) Beständigkeit unter Einwirkung von Feuchtigkeit, (4) Hohe Zugfestigkeit, (5) Eignung für flächigen Auftrag, (6) Haftung auf PV-Rückseitenfolie und auf der PURHartschaumplatte, (7) Spannungsausgleichendes Kleben unterschiedlicher Materialien. Ausgehend von den Anforderungen wurden insbesondere elastische 2K-Klebstoffe untersucht. Es wurden verschiedene Materialien unter verschiedenen Temperaturen sowie gealterte und ungealterte Probekörper untersucht Der Versuchsaufbau für die Haftzugfestigkeitsversuche erfolgte nach DIN EN 1607. Die Prüfungen wurden bestanden. Um eine Aussage über die Haftzugfestigkeit zwischen Rückseitenfolie und Klebstoff zu erhalten, wurden zudem Probekörper ohne Trägerplatte geprüft. Der Bruch trat in der PV-Rückseitenfolie auf, d.h. er ist auf ein Materialversagen und nicht auf unzureichende Haftung zwischen den Materialien zurückzuführen. Die thermischen Längenänderungen des PV-Moduls beanspruchen den Klebstoff auf Scherung. Durch Scherversuche wurden die Temperaturausdehnungen simuliert. Das hygrothermische Verhalten der Testwand wurde mit verschiedenen Aufbauten untersucht. Die Testwand wurde folgendem Zyklus unterworfen: Es erfolgt eine Erwärmung auf 70 °C bzw. auf 85 °C durch IR-Bestrahlung, wobei die Temperatur für zwei Stunden gehalten wird. Anschließend erfolgt eine zweistündige Berieselung bei einer Wassertemperatur kleiner als 20 °C. Die Testwand wurde 200 Zyklen unterworfen. Die Wirtschaftlichkeit der in das WDVS integrierten PV hängt neben den Investitionskosten und den Betriebskosten u.a. vom Ertrag der Anlage ab. Der Ertrag der Anlage wird vom Standort und damit den Wetterbedingungen, der Ausrichtung, der Einbausituation und damit Temperaturentwicklung im Modul sowie der Anlagengüte mit ihrer optimalen Auslegung und Installation bestim'mt. Die Art der Finanzierung, evtl. Förderung, der Anteil des Eigenverbrauchs und die Strompreisentwicklung nehmen ebenso Einfluss auf die Wirtschaftlichkeit. Berechnungen zeigen, dass sich die PV-Anlage in den ersten 10 Jahren amortisieren kann.
Integration von CIS-Photovoltaik in Wärmedämm-Verbundsysteme (PV-WDVS). Abschlussbericht
Es liegen bisher keine Erkenntnisse über die Integration durch insbesondere Klebung von PV-Elementen in WDVS (Wärmedämm-Verbundsysteme) vor. Es soll unter Berücksichtigung der baurechtlichen, konstruktiven, bauphysikalischen und gestalterischen Randbedingungen eine dauerhaft gebrauchstaugliche und wirtschaftliche Fassade erprobt und entwickelt werden. Es wurde als Trägerplatte insbesondere eine Polyurethan (PUR)-Hartschaumplatte untersucht. Zusätzlich kam eine Putzträgerplatte aus Blähglasgranulat zum Einsatz. Messungen am nicht hinterlüfteten, gedämmten PV-Modul sowie hygrothermische Simulationen zeigten, dass Temperaturen im Modul bis zu 85 °C erreicht werden können. Durch hygrothermische Simulationen wurde zudem beurteilt, dass im Bauteil keine kritische Feuchte auftritt. Mittels Schälversuchen, Haftzugfestigkeitsversuchen und Scherversuchen wurde ein geeigneter Klebstoff für die Verklebung des glasfreien PV-Moduls auf der Trägerplatte nachgewiesen. An den Klebstoff werden unter anderem folgende Anforderungen gestellt: (1) Eignung für den Einsatz im Außenbereich, (2) Temperaturbeständigkeit von bis zu 85 °C, (3) Beständigkeit unter Einwirkung von Feuchtigkeit, (4) Hohe Zugfestigkeit, (5) Eignung für flächigen Auftrag, (6) Haftung auf PV-Rückseitenfolie und auf der PURHartschaumplatte, (7) Spannungsausgleichendes Kleben unterschiedlicher Materialien. Ausgehend von den Anforderungen wurden insbesondere elastische 2K-Klebstoffe untersucht. Es wurden verschiedene Materialien unter verschiedenen Temperaturen sowie gealterte und ungealterte Probekörper untersucht Der Versuchsaufbau für die Haftzugfestigkeitsversuche erfolgte nach DIN EN 1607. Die Prüfungen wurden bestanden. Um eine Aussage über die Haftzugfestigkeit zwischen Rückseitenfolie und Klebstoff zu erhalten, wurden zudem Probekörper ohne Trägerplatte geprüft. Der Bruch trat in der PV-Rückseitenfolie auf, d.h. er ist auf ein Materialversagen und nicht auf unzureichende Haftung zwischen den Materialien zurückzuführen. Die thermischen Längenänderungen des PV-Moduls beanspruchen den Klebstoff auf Scherung. Durch Scherversuche wurden die Temperaturausdehnungen simuliert. Das hygrothermische Verhalten der Testwand wurde mit verschiedenen Aufbauten untersucht. Die Testwand wurde folgendem Zyklus unterworfen: Es erfolgt eine Erwärmung auf 70 °C bzw. auf 85 °C durch IR-Bestrahlung, wobei die Temperatur für zwei Stunden gehalten wird. Anschließend erfolgt eine zweistündige Berieselung bei einer Wassertemperatur kleiner als 20 °C. Die Testwand wurde 200 Zyklen unterworfen. Die Wirtschaftlichkeit der in das WDVS integrierten PV hängt neben den Investitionskosten und den Betriebskosten u.a. vom Ertrag der Anlage ab. Der Ertrag der Anlage wird vom Standort und damit den Wetterbedingungen, der Ausrichtung, der Einbausituation und damit Temperaturentwicklung im Modul sowie der Anlagengüte mit ihrer optimalen Auslegung und Installation bestim'mt. Die Art der Finanzierung, evtl. Förderung, der Anteil des Eigenverbrauchs und die Strompreisentwicklung nehmen ebenso Einfluss auf die Wirtschaftlichkeit. Berechnungen zeigen, dass sich die PV-Anlage in den ersten 10 Jahren amortisieren kann.
Integration von CIS-Photovoltaik in Wärmedämm-Verbundsysteme (PV-WDVS). Abschlussbericht
Weller, Bernhard (Autor:in) / Fischer, Jasmin (Autor:in) / Wabnitz, Hubertus (Autor:in)
Forschungsinitiative Zukunft Bau: F ; 2839 ; 1-73
2013
73 Seiten, 48 Bilder, 31 Tabellen
Report
Deutsch
Neues Prüfverfahren für Wärmedämm-Verbundsysteme (WDVS)
Online Contents | 1995
|Online Contents | 1997
|Online Contents | 1994
|Online Contents | 1996
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