Prozessdiagnostik

AluPV – Aluminium-Fassadenelemente mit integrierten Photovoltaikmodulen für architektonische Solarfassaden

Zeitraum: 1. Januar 2023 - 31. Dezember 2025

Projektziele:

• Modulares Fassadensystem aus PV- und Designelementen für ästhetisch ansprechende und  energieerzeugende Fassaden
• Produktionsprozesse zur langzeitstabilen Integration von PV auf Aluminiumbauteilen und zum Aufbau von Leichtbau-BIPV-Modulen
• Erfüllung der baurechtlichen und photovoltaischen Zulassungs- und Zertifizierungsprüfungen der BIPV-Module

Projektleiter: Ringo Köpge – ringo.koepge@csp.fraunhofer.de

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C3-Basisvorhaben

Im Projekt C3 (Carbon Concrete Composite) sind mehr als 150 Partner aus Wissenschaft, Wirtschaft, Verbänden und Vereinen engagiert, um den Einsatz von Karbonbeton voranzutreiben. Statt, wie bei der bisher üblichen Bauweise, Stahl mit Beton zu umhüllen, sollen künftig Karbonfaserkonstrukte mit Beton umhüllt werden.  

Der C³-Baustoff gilt als formbarer, stabiler, intelligenter, schadstoffärmer, besser recycelbar und fit für die Integration von erneuerbaren Energien. Als einer der Projektpartner gehen wir am Fraunhofer CSP der Frage nach, wie sich Photovoltaikelemente so in den Beton integrieren und elektrisch verschalten lassen, dass ein optimaler Stromertrag erreicht werden kann.

Als drei mögliche Wege der Gebäudeintegration untersuchen wir das direkte Eingießen der Solarmodule in die mit entsprechenden Aussparungen versehenen Betonbauteile, das Laminieren oder Kleben der Solarmodule auf die Betonplatten und schließlich die Befestigung der Solarmodule mit Druckknöpfen oder Schrauben. Auf diese Weise wären die Module abnehmbar.

Es zeigte sich, dass der Stromertrag steigt, wenn die Fassaden nicht plan sind. Durch Neigen, Kippen, Wölbungen oder eine Facetten-Optik lässt sich die für Photovoltaik nutzbare Fläche vergrößern.

Leichtbau-Bikeport

Um die Gebiete »Leichtbau« und »Photovoltaik« miteinander zu verbinden, entwarfen wir ein Leichtbau-Bikeport. Der Prototyp zeigt, wie neben dem Schutz der abgestellten Fahrräder vor Regen und Sonne ein ansprechendes Design bei gleichzeitiger Nutzung solarer Energie mittels leistungsfähiger kristalliner Solarzellen realisiert werden kann.

Gebäudeintegriertes SolarModul GiSMo

Das für den Massenmarkt entwickelte dachintegrierte Leichtbau-Solarmodulsystem vereint die Funktion der Dachabdeckung und der Photovoltaik in einem Produkt. Durch das innovative Schindelsystem, welches zu einer Überlappung der einzelnen Leichtbau-Solarmodulträger führt, können jahreszeitlich bedingte Schwankungen in der Ausdehnung des Hausdaches ausgeglichen werden. Des Weiteren ermöglicht die Kanalführung in den Überlappungsbereichen ein Abfließen von eindringendem Wasser wie man es bei Standard-Dachziegeln, nicht aber in anderen Indach-Solarsystemen Anwendung findet. Auch hinsichtlich der sehr schnellen Installation und des Austausches der Solarmodule bietet dieses Konzept Vorteile. In den derzeitigen Gesamtkosten eines Aufdach-Solarsystems schlagen die eigentlichen Kosten für die Solarmodule mit ca. 22-25 % zu Buche, die restlichen Kosten stellen Zusatzelemente und die oft aufwändige Installation dar. Das Gewicht von weniger als 9 kg/m² je Leichtbaumodul ermöglicht eine einfache Handhabung auf dem Dach.