Solarenergie in der Forschung

Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE präsentierte auf der Sonderschau der BAU 2019 innovative und nachhaltige Lösungen, u. a. für die Fassadenintegration von Solarthermie und Photovoltaik. 

Im Projekt „Arkol“ entwickelten die Forscher des ISE zwei Fassadenkollektoren, die Solarthermie zum Heizen nutzbar machen sollen: einen Streifenkollektor für opake sowie eine solarthermische Jalousie für transparente Fassadenanteile. Die solarthermischen Streifenkollektoren bieten gegenüber klassischen Kollektorbauarten erhöhte Flexibilität und gestalterischen Freiraum. Die schlanke Kollektorkonstruktion kann stufenlos auf der Unterkonstruktion positioniert werden. Im Bereich zwischen den verglasten Kollektorstreifen können somit klassische Materialien wie Holz oder Putz, Strukturen und Farben verwendet werden. Die Sammleranbindung für die Weiterleitung der gewonnenen Solarwärme ist als „trockene Anbindung“ in Form eines Heat-Pipe-Kondensators ausgeführt, der formschlüssig in einen entsprechend extrudierten Sammelkanal greift. So wird lediglich der Sammelkanal von einem Solarfluid durchströmt, die einzelnen Kollektoren benötigen keine hydraulischen Anschlüsse. Das führt zu einer einfacheren Wartung des Kollektors sowie geringeren Installationskosten. Die solarthermische Jalousie, ebenfalls im Projekt „Arkol“ entwickelt, ermöglicht eine energetisch optimale Regelung der Energieströme durch die Fassade. Ihre Lamellen verfügen über eine spektralselektive Beschichtung, eine Heat-Pipe transportiert die Wärme der Lamelle an den seitlichen Sammelkanal. Dank der schaltbaren Anbindung an den Sammelkanal ist die solarthermische Jalousie genau so beweglich wie eine normale, sie kann gedreht und gerafft werden. So kann der Nutzer die Sonnenschutz- und Wärmegewinnungsfunktionen der Jalousie je nach Sonnenstand regeln.

Das solarthermische Fassadenelement „TABSOLAR“ vereint hochwertige Gestaltung mit solarer Wärmegewinnung. Die Paneele aus Ultrahochleistungsbeton (UHPC) sind von FracTherm®-Kanalstrukturen durchzogen, die mittels Membran-Vakuumtiefziehverfahren direkt ausgeformt werden. Für eine verbesserte Absorption der Sonnenwärme kann der UHPC spektralselektiv beschichtet werden. Die Produktfamilien TABSOLAR „Premium“, „Economy“ und „Design“ erlauben unterschiedliche Anwendungen und Gestaltungsmöglichkeiten.

Die am Fraunhofer ISE entwickelten farbigen BIPV-Module verbinden Ästhetik, Energieeffizienz und architektonische Gestaltungsfreiheit. Sie sind besonders für bauwerkintegrierte Photovoltaik (BIPV) geeignet, da sie bei hoher Effizienz – 93 % des Originalwirkungsgrads bleiben erhalten – eine hohe Farbsättigung und Winkelstabilität bei reduzierter Blendung aufweisen. Die Solarzellen selbst sind unter der Farbschicht kaum noch zu erkennen.

www.ise.fraunhofer.de

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