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Innovationen aus der Solarbranche

Die Messe „Intersolar“ ist traditionell der wichtigste Branchentreff für die Hersteller von Solarthermie und Photovoltaik. Wir zeigen, an welchen neuen Lösungen die Unternehmen derzeit arbeiten und welche Möglichkeiten für das solare Bauen sich daraus ergeben.

solare Kühlung, Intersolar, Hybridkollektoren, Gebäudeintegration

Zu den Pionieren der solaren Kühlung gehört die Aachener Solitem GmbH. Sie nutzt zur Erzeugung der Solarwärme Parabol-Rinnenkollektoren, wie sie auch bei großen Solarkraftwerken in Spanien und Kalifornien Verwendung finden. Die Parabolspiegel konzentrieren das Sonnenlicht auf eine Glasröhre im Brennpunkt, in der eine Wärmeträgerflüssigkeit zirkuliert. Diese heizt sich bis auf rund 180 °C auf – weit mehr, als mit herkömmlichen Flachkollektoren erreichbar ist. Die Vorteile der Technologie: Zur Erzeigung der gleichen Leistung wird nur 1/3 so viel Kollektorfläche gebraucht wie bei Flachkollektoren; und der Leistungskoeffizient ist um das 2- bis 3-fache höher, da die Anlagen mit zweistufigen Absorptionskühlern betrieben werden.
Das bedeutet: Um 250 kW Kälteleistung zu erbringen, sind nur etwa 170 kW Wärme erforderlich und nicht – wie bei herkömmlichen Anlagen – rund 500 kW.

Die Einschränkungen, denen das System unterliegt, sind genauso offensichtlich: Zur Aufstellung sind große Flachdächer oder Freianlagen erforderlich. Die sinnvolle Mindestgröße einer Anlage liegt bei rund 250 kW; hierfür werden etwa 650 m2 Aufstellfläche benötigt. Sinn macht die solare Kühlung mit Rinnenkollektoren daher vor allem für Großanlagen wie Krankenhäuser, Industrieanlagen, größere Hotels, Universitäten, Flughäfen oder Weingüter.

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Ausschließlich für die Wärmeversorgung konzipiert ist dagegen das System Solaera von Consolar. Das Besondere bei dieser Produktneuheit: Hier geht es nicht mehr allein um die Heizungsunterstützung. Mit einer Kombination aus Hybridkollektoren (Wasser/Luft), eine Wärmepumpe, einen Latentwärmespeicher auf Wasser-Eis-Basis und einen Kombispeicher soll Solaera den Wärmebedarf eines Ein- oder Zweifamilienhauses nach EnEV-Standard komplett regenerativ decken können. Etwa 85 Prozent der erforderlichen Wärme für Heizung und Warmwasser werden solar erzeugt; die verbleibenden 15 Prozent sind als Strom erforderlich, um die Wärmepumpe zu betreiben.

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Hybridkollektoren, die Strom und Solarwärme aus einem Modul liefern – sogenannte Photothermie-Kollektoren – hat die solarhybrid AG entwickelt. Auf die Unterseite der Kollektorabdeckung aus Solarglas werden hierbei – je nach Modell – drei bis vier Streifen aus PV-Zellen laminiert. Der darunter liegende, solarthermische Kollektor nimmt die komplette Kollektorfläche ein. Laut solarhybrid bringt diese Bauweise in der Summe einen bis zu 15 Prozent höheren Gesamtertrag als getrennte Systeme, da die solarthermischen Komponenten die Wärme aus dem Kollektor abführen und so einen hitzebedingten Abfall der elektrischen Leistung verhindern.

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In punkto Gebäudeintegration sind derzeit vor allem Dünnschichtmodule im Kommen: Sie lassen sich anders als kristalline Module in großer Farbvielfalt herstellen (wobei hellere Farben den Energieeintrag senken) und ergeben ein weit einheitlicheres Flächenbild als kristalline Zellen. Schüco bietet nun mit der AL-Serie ein komplettes, rahmenloses Dünnschichtsystem mit aktiver Schicht aus amorphem Silizium an. Aufeinander abgestimmte Komponenten ermöglichen bei diesem System eine Aufdach-, Flachdach- und Freilandmontage.

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Zur Überwachung von Schüco-Photovoltaikanlagen ist bei dem Bielefelder Hersteller der Sunalyzer Web erhältlich, ein Bedienpanel mit integriertem Touchscreen, das die Inbetriebnahme und Datenvisualisierung ermöglicht. Das Schüco Sunalyzer Portal ermöglicht es darüber hinaus, von jedem Ort der Erde aus über Internet auf die Leistungsdaten der eigenen PV-Anlage zuzugreifen.

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Für die Indachmontage – also die Montage an Stelle der Dacheindeckung - eignet sich die Modulserie InDaX 225 von Schott. Sie sind mit 75 Millimetern Bauhöhe (für kristalline Module) äußerst flach und besitzen bei Maßen von je 1,74 x 1,00 Metern eine Nennleistung von 225 Wp. Der Eindeckrahmen der Module orientiert sich an den Standards der Dachfensterindustrie, um auch diesbezüglich ein harmonisches Gesamtbild zu gewährleisten.

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Auf eine in der Automobilindustrie bereits bewährte Laminierungstechnik baut die Fath Solar AG bei ihrem System S2plus. Die Module zur Indach- und Aufdachmontage erreichen mit polykristallinen Solarzellen Maximalleistungen bis 230 Watt. Das Besondere hierbei: Durch die Herstellungstechnik entfällt der (von außen) sichtbare Rahmen; die Moduloberflächen sind dadurch plan und die Fugen entsprechend sehr schmal.

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Auf eine im Gegensatz hierzu durchaus sichtbare Rahmung der PV-Module setzt der Holzverarbeiter CEKO mit seinem Fassadensystem „Holz & Solar“: Dünnschichtmodule im Wechsel mit horizontalen Holzquerschnitten gliedern diese Fassaden, die vom Hersteller betriebsfertig montiert werden. Gehalten werden beide Fassadenkomponenten durch ein Profilsystem aus Aluminium, das sich via einer Holz-Unterkonstruktion auf nahezu jedem tragenden Untergrund anbringen lässt.

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Eher für Spezialanwendungen sowie für Freilandanlagen geeignet sind die neuartigen Konzentrator-Solarzellen der Concentrix Solar GmbH. Doch sie zeigen, wohin die Reise dort gehen könnte, wo es auf höchste solare Erträge ankommt: Die Module vom Typ Flatcon erreichen einen Wirkungsgrad von durchschnittlich 27,2 Prozent – mehr als das Doppelte dessen, was sich selbst mit handelsüblichen kristallinen PV-Modulen herausholen lässt.

Die Module bestehen aus einer Linsenplatte mit integrierten Fresnellinsen und einer Bodenplatte mit den darauf angebrachten Hochleistungssolarzellen. Die Linsen konzentrieren das einstrahlende Sonnenlicht um den Faktor 500 auf die darunter liegenden, je nur 2 Millimeter großen Solarzellen. Laut Hersteller lassen sich mit dieser Technologie die Kosten für die solare Stromerzeugung um 20 Prozent senken; ferner benötigen die Systeme dank ihrer hohen Effizienz weniger Raum. Die Amortisationszeit gibt Concentrix mit weniger als einem Jahr an; üblich sind in der Branche 3-4 Jahre.

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