Technologieentwicklung leichter, flexibler Photovoltaikelemente auf der Basis von ETFE und CIGS-Foliensolarzellen für die Architektur. Abschlussbericht

Thomas Sandner
Netzgekoppelte Photovoltaikanlagen
de-Fachwissen
Planung, Errichtung und Verkauf für den Handwerksprofi
3., neu bearb. Aufl.
2013, 304 S., m. Abb. 210 mm, Softcover
Hüthig Rheinbach

 

 

Der Band beginnt mit einer praxisbezogenen Erläuterung der Technik und der Komponenten netzgekoppelter Photovoltaikanlagen sowie deren Dimensionierung und Zusammenspiel. Darauf aufbauend wird anhand einer Durchschnittsanlage ein "Kochrezept" für die generelle Vorgehensweise bei der Realisierung von Solarstromanlagen erarbeitet, wobei intensiv (in Verbindung mit dem Ortstermin zur Projektvorbereitung) die Auswahl geeigneter Montageflächen behandelt wird. Tipps aus der langjährigen Praxiserfahrung des Autors helfen dem Fachhandwerker, viel "Lernzeit und Lehrgeld" zu sparen sowie Kostenvorteile zu erkennen und zu nutzen. Bei der Klärung aller technischen Fragen stehen Kundenberatung, Wirtschaftlichkeit und Qualitätsaspekte immer im zentralen Blickfeld. Vertieft werden diese Gesichtspunkte zusätzlich in speziellen Kapiteln zu Marketing und Förderprogrammen. Der Anhang enthält u.a.: Formularbeispiele, Normen, Vorschriften und Richtlinien, nützliche Internetadressen, empfehlenswerte Werkzeuge und Messgeräte sowie hilfreiche Software.

Jan Heider, Nicole Conrad, Thomas Stark, Aleksej Abdulganiev, Peter Kosack, Anne-Kristin Wagner
Potenzial von Infrarot-Heizsystemen für hocheffiziente Wohngebäude
Abschlussbericht IR-Bau, Stand: 02/2020.
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3220
2020, 254 S., 158 Abb. u. 41 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Die Entwicklungen im energieeffizienten Bauen in Deutschland zeigen einen klaren Trend zu Systemen mit Strom als Energiequelle zur Wärmeerzeugung. Dominierend sind hier Wärmepumpen. Diese erfordern jedoch einen hohen technischen und finanziellen Aufwand. Infrarot-Heizelemente bilden im Gegenzug die denkbar einfachste Art der Wärmeversorgung. Bisherige Studien zu IR-Heizungen bilden jedoch keine belastbaren Grundlagen für die Planung in der Baupraxis. Deshalb wurde mit dem Forschungsprojekt das Potenzial von Infrarot-Heizsystemen im hocheffizienten Wohnungsbau erörtert. Auf Basis der wissenschaftlichen Begleitforschung eines Pilotprojektes sowie vergleichenden Messungen unter Laborbedingungen und ergänzenden Berechnungen konnten neue Grundlagen für die ökologische, wirtschaftliche und planerische Einordnung geschaffen werden.

Matthias Zöller, Ralf Spilker, Geraldine Liebert, Martin Oswald
Solaranlagen auf Flachdächern im Gebäudebestand. Abschlussbericht
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3000
2016, 121 S., zahlr. Abb., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Eine Möglichkeit zur energiepolitisch gewünschten Steigerung der Nutzung regenerativer Energiequellen besteht in der Errichtung solarthermischer Anlagen und photovoltaischer Solargeneratoren auf sonst nicht genutzten Dachflächen des Baubestands. Bestehende Dächer sind nicht für die Errichtung von Solaranlagen konzipiert. Die Problemstellungen sind bei geneigten - in der Regel eingedeckten - Dächern und Flachdächern verschieden. Der vorliegende Antrag betrifft die Flachdächer, da dort besonders großer Handlungsbedarf besteht. Es ist beabsichtigt, die geneigten Dächer in einem zukünftigen Antrag zu bearbeiten. Wie Praxiserfahrungen zeigen, ergeben sich bei Flachdächern zwei Hauptproblemkreise: 1. Durch unsachgemäße Vorprüfung der Untergründe und fehlerhafte Montage entstehen Schäden, deren Beseitigung einen großen Aufwand erfordern. 2. Abdichtungen weisen bei der Montage solcher Anlagen häufig bereits deutliche Alterungserscheinungen auf und der Konstruktionsaufbau erfüllt darüber hinaus nicht die heute erwünschten Wärmeschutzeigenschaften. Nach Montage der Solarmodule können nachträglich Maßnahmen an der Dachkonstruktion ebenfalls nur mit hohem Aufwand durchgeführt werden. Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens sollen die für eine schadensfreie Montage erforderlichen Voruntersuchungen festgelegt, Hinweise für die Erstellung von geeigneten Planungsunterlagen gegeben und die ggf. notwendigen Instandhaltungsmaßnahmen an der vorhandenen Konstruktion beschrieben werden. Bei der Errichtung von solartechnischen Anlagen und photovoltaischen Solargeneratoren auf neuen Dächern lassen sich deren zusätzlichen Lasten und sonstige Einwirkungen von vorneherein gut planen. Da aber ein sehr großer Teil der Flachdächer im Gebäudebestand vorhanden ist, können und sollten diese Flächen, z. B. von Wohnhäusern oder gewerblich genutzten Gebäuden, zur Aufstellung dieser Anlagen genutzt werden. Zurzeit wird bereits eine Vielzahl von Solaranlagen auf Flachdächern montiert. In sehr vielen Fällen sind aber die abdichtungstechnischen Vorausset

Bernhard Weller
Technologieentwicklung leichter, flexibler Photovoltaikelemente auf der Basis von ETFE und CIGS-Foliensolarzellen für die Architektur. Abschlussbericht
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 2956
2015, 55 S., zahlr. Abb. u. Tab.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Die Konstruktion von leichten, transparenten Gebäudehüllen aus ETFE-Kissen hat sich bereits vielfach in unterschiedlichsten Ausführungen bewährt. Schwerpunkt des abgeschlossenen Forschungsprojektes war die Kombination solcher Konstruktionen mit PV-Modulen auf Basis von hochflexiblen CIGS-Solarzellen. Da ETFE-Folien mit ihrer sehr niedrigen Oberflächenspannung und den damit verbundenen geringen Haftungseigenschaften ein schwieriger Fügepartner sind, musste ein Fügeverfahren entwickelt werden, mit dem es gelingt, PV-Module dauerhaft auf ETFE-Kissen zu befestigen. Es wurde die Lösung entwickelt, die PV-Module mit Streifen aus ETFE-Folie zu versehen, um dann das klassische Verfahren des Verschweißens von ETFE als Fügeverfahren zur Aufbringung der PV-Module auf die ETFE-Kissenlagen verwenden zu können. Um die ETFE-Streifen an die PV-Module zu laminieren, wurde ein thermomechanisch stabiles Einbettmaterial (Geniomer) eingesetzt. Dieses zeigte in Untersuchungen des Verbundes mit ETFE ausreichend große Haftkräfte, um einem Haftungsverlust durch Verformung des biegeweichen Werkstoffs ETFE unter Last- und Temperatureinwirkung widerstehen zu können. Es gelang erfolgreich diesen Verbund auch mit den PV-Modulen umzusetzen. Es wurden zwei verschiedene dreilagige ETFE-Kissen-Prototypen hergestellt, wobei sich die PV-Module zum einen auf der ETFE-Oberlage und damit außenseitig und zum anderen auf der ETFE-Mittellage und damit in der oberen Kammer des ETFE-Kissens befanden. An den aufgebauten ETFE-Kissen-Prototypen wurden physikalische und solartechnische Untersuchungen durchgeführt. Dabei sollte unter anderem geklärt werden, ob die sich die Anbringung der PV-Module im Kisseninneren als besonders günstig erweist, um die wasserempfindlichen CIGS-Solarzellen vor feuchtigkeitsbedingten Schäden schützen zu können. Allerdings zeigte sich, dass die Atmosphäre im Kisseninneren trotz dauerhafter Zuführung getrockneter Luft stark von den Umgebungsbedingungen abhing und bisweilen eine relative Luftfeuchte bis zu 70 Prozent aufwies. Dies w

Patrick Dewit Van Styvendael, Christian Heller, Oliver Mayer
Renewable Energy Balancing for residential Homes
Konzept für ein Auslegungstool zur Kapazitätsdimensionierung von Batteriespeichern für EFH als Energieplushäuser
Enthält CD mit einem Excel-Tool (Bestandteil nur bei der gedruckten Version).
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 2865
2013, 134 S., num. col. illus. and tab.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Dieses Projekt fokussiert sich auf das "Regenerative Energien-Management für Wohnhäuser". Kosten für elektrische Energie steigen stetig. Aus diesem Grund gibt es einen positiven Trend zum Eigenverbrauch dezentral erzeugter Energie. Das Auftreten von regenerativer Energie aus Photovoltaik und Wind sind von starken Fluktuationen unterlaufen. Von Nöten ist eine Speicher Lösung, um den Eigenverbrauch zu steigern. Batterien erfüllen als Speicher die Anforderungen von einem Wohnhaus, da diese klein und leistungsstark sind. Im Rahmen des Projektes ist zu ermitteln: "Welche Dimensionierung der Batteriekapazität ist nötig für ein Wohnhaus und wie viel Eigenverbrauch kann damit erreicht werden?". Ein Programm wurde entwickelt zur Überprüfung der Auslegung. Die Anforderungen wurden auf eine einfache und leicht handhabbare Software gelegt. Die Berechnung erfolgt als Besonderheit über eigens anpassbare Last- und Generator-Profile. Eigenverbrauch kann zu einem zufriedenstellenden Maße erhöht werden. Die Bedingung dafür sind fortlaufende und hinreichende Energieerträge von der Generator Seite.

Einfluss Kabelart auf Kabelschottung gegen Branduebertragung
1985, 12 S., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Vorgesehen waren zwei bis drei Brandversuche, jeweils mit einer Pruefwand (Nutzflaeche 2,2 m mal 2,2 m) und Pruefdecke (Nutzflaeche 1,5 m mal 2,4 m) in einem Bauteil-Pruefofen entsprechend den oben genannten Pruefrichtlinien fuer Kabelabschottungen. Dabei sollten anhand von praxisgerecht abgeschotteten Kabeldurchfuehrungen die Unterschiede im Brandverhalten (Erwaermung an der nichtbeflammten Seite, Flammendurchtritt usw.) bei den verschiedenen zur Zeit auf dem Markt befindlichen Kabeln untersucht werden. Ferner sollten auch solche Kabelarten in die Untersuchung miteinbezogen werden, die erste in naeherer Zukunft in groesserem Umfang Verwendung finden werden. Auf der Basis definierter Auswahlkriterien sind die zu pruefenden Kabelarten im wesentlichen festgelegt worden. Als Abschottungen wurden zwei zugelassene Schottungssysteme ausgewaehlt, von denen erwartet werden konnte, dass sie die charakteristischen Unterschiede im Brandverhalten der einzelnen Kabelarten deutlich lassen. Diese beiden Abschottungen bestehen aus Mineralfaserplatten und einer (nicht daemmschichtbildenden) Beschichtung. (-y-)