Bifazial an der Fassade

AxSun - bifazial an der Fassade

BIFAZIAL AN DER FASSADE

Solare Architektur

 

Die Außenwand eines Schweizer Wohnhauses gewinnt Strom aus bifazialen Modulen. Zusätzlich wird thermische Einstrahlung absorbiert und im Haus genutzt. Ein Plusenergiebau, ausgezeichnet mit dem Schweizer Solarpreis.

von Petra Franke

 

Aktive Wärmedämmung ist ein Fachbegriff aus der Architektur. Mit verschiedenen Materialien wird beim Wandaufbau der Außenhülle ein Widerstand erzeugt, damit Wärme oder Kälte im Gebäude gehalten beziehungsweise von ihm abgehalten werden.
Mit dem System Lucido hat das Architekturbüro Fent  aus der Schweiz  eine  transparente Wärmedämmung entwickelt. Das Lucido-Glas wird vor die Fassade montiert, zwischen Glas und Außenhaut gibt es einen Luftspalt. Ein Massivholzabsorber wandelt die  Strahlung  selektiv in Wärme oder Kühle um. Der warme Holzabsorber schützt gegen Wärmeverlust im Winter.


Im Sommer hat er eine kühlende Wirkung. Beim Doppelhaus in der Kleinstadt Will in der Schweiz hat Architekt Giuseppe Fent noch einmal weitergedacht: Das Glas wurde durch bifaziale Doppelglasmodule ersetzt.

 

AxSun - bifazial an der Fassade

 

Mehrertrag über den Erwartungen

„Ich halte die Photovoltaik für eine Schlüsseltechnologie in der Architektur. Vor allem, wenn man als Architekt alle Komponenten eines Hauses miteinander denkt und konzipiert“, davon ist Giuseppe Fent überzeugt. Mit Lucido E Plus hat er eine Idee in die Praxis umgesetzt, die im letzten Jahr mit dem Schweizer Solarpreis ausgezeichnet wurde. „Da die Module auf der Innenseite fast gar nicht verschmutzen, können wir den bifazialen Effekt störungsfrei nutzen“, davon war Fent überzeugt.
Gemeinsam mit dem Fraunhofer ISE hat  er den Mehrertrag durch die bifazialen Module simuliert. Rund 15 Prozent waren in der Planungsphase die Erwartung. Jetzt, nachdem die Anlage realisiert ist, schlagen in der Winterzeit sogar über 30 Prozent Mehrertrag zu Buche.
Die reflektierende Fläche der Fassade besteht aus Naturholz, der Spalt zwischen Modul und Oberfläche ist etwas mehr als zwei Zentimeter breit.

AxSun - bifazial an der Fassade

Der zweigeschossige Bau mit Souterrain bietet 220 Quadratmeter Wohnraum für zwei Familien.

 

AxSun - Deutsche Module mit Charakter

Die Module wurden vom deutschen Hersteller Axsun eigens für dieses System konzipiert und hergestellt.
Nikolaj Jost, Produktionsleiter für Sonderprojekte, berichtet: „Für dieses Projekt haben wir die Zell- und Stringabstände größer als gewöhnlich gewählt. Sie betragen ungefähr 25 Millimeter. Damit erreichen wir zwei Effekte. Zum einen kann mehr Licht durch das Modul hindurchfallen und von der dahinterliegenden Fassade reflektiert werden. Zum anderen wird durch die gleichmäßigen Abstände eine homogene Modulfläche gebildet. Damit können wir den hohen ästhetischen Ansprüchen der Fassade gerecht werden.“

 

Individuelle Modulgrößen

Die Module wurden in 16 verschiedenen Größen gefertigt, insgesamt 58 Stück. Diese auf das Hauskonzept angepassten  Modulgrößen  hatte Axsun noch nie gefertigt und musste dafür die nötigen Produktionsprozesse anpassen. Alle Prozessschritte in der Fertigung erfolgten manuell: das Laminieren, das Layup und die Querverstringung. Hinzu kam, dass Axsun die rahmenlosen Module mit einer speziellen Anschlussdose ausstattete, die auf der Stirnseite des Moduls direkt an der Kante befestigt ist.
Somit verlaufen keine Kabel auf der Rückseite des Moduls, was die Ausnutzung des bifazialen Effektes optimiert und optisch sehr viel ansprechender ist. Der Modulhersteller Axsun will seine Aktivitäten im Sonderbau erweitern und mit kundenspezifischen Lösungen auch in Zukunft auf die verschiedensten Anforderungen von Architekten und Projektierern eingehen. Um den wandernden Teilverschattungen optimal zu begegnen, wurden Wechselrichter von Solarinvert verwendet.

 

AxSun - bifazial an der Fassade

Die Solarfassade umspannt das Wohnhaus wie ein Band.

 

Besonders für Sanierungen geeignet

„Wir denken Photovoltaik einfach weiter. In der Architektur geht das weit über die Module hinaus“, beschreibt Architekt Fent seinen Ansatz. Die absorbierte warme Luft wird bei diesem Haus genutzt, um die Frischluft vorzuwärmen und anschließend das Warmwasser aufzubereiten.
Die integrierte Wärmepumpe braucht weniger als 400 Watt. Das heißt, schon bei wenig Tageslicht wird Solarstrom direkt genutzt. Das solare Luftheizsystem baut auf Lucido E Plus auf. Die temperierte Frischluft strömt über Fassadeneinlässe in die Innenräume.
Dazu werden die Innenräume mit einem zentralen, leistungsarmen Ventilator im Technikraum in einen leichten Unterdruck versetzt. In den Duschen wird die Luft abgesogen und einer Luft-Wasser-Wärmepumpe zugeführt, die das Warmwasser aufbereitet. Auch der zentrale Wärmespeicher kann die Wärme aufnehmen. Verglichen mit direkter Fensterlüftung entsteht eine hohe Energieeffizienz. Verglichen mit Zu- und Abluftanlagen mit Wärmerückgewinnung schont dieses System Ressourcen und braucht weniger Unterhalt. Die Investitionskosten sind günstig. Das System eignet sich besonders für Sanierungen, weil keine Zuluftleitungen gebaut werden müssen. Die Abluftleitungen führen außerdem in der Regel vertikal und parallel zu den Abwasserrohren von den Nasszellen zum Technikraum, sind also leicht unterzubringen.
Bei der Heizung des Gebäudes wurde ebenfalls kombiniert gedacht. Zum Beispiel wird die durch die oberen Fenster eingestrahlte Wärme direkt in den unteren Teil des Hauses transportiert und damit Heizenergie gespart.

 

axsun bifazial003

Verbaut wurden bifaziale Doppelglasmodule von Axsun.
Zell- und Stringabstände wurden so bemessen, dass eine homogene Fläche entsteht. 

 

Positive Energiebilanz

Die Module der Fassade haben eine Leistung von 7,7 Kilowatt. Zusammen mit der sieben Kilowatt starken Dachanlage können etwas mehr als 12.000 Kilowattstunden Strom pro Jahr erzeugt werden. Die Energiebilanz des Hauses fällt entsprechend positiv aus. Auf Grund der intelligenten Dämmung kann der niedrige Energieverbrauch mit 9.700 Kilowattstunden pro Jahr gedeckt werden. Rein rechnerisch ergibt sich eine 128-prozentige Eigenenergieversorgung des Gebäudes.

 

Dieser Beitrag wurde uns freundlicherweise von der Fachzeitschrift photovoltaik.eu zur Verfügung gestellt. Der Originalbeitrag ist in Ausgabe 01-02/2017 nachzulesen.

 

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AxSun - Deutsche Module mit Charakter


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"Wenn eine Sache wert ist, getan zu werden, ist sie es auch wert, ordentlich getan zu werden"
- Gilbert Keith Chesterton (1874 - 1936)