Stagimo

Gebäudeintegrierte Photovoltaik (GIPV):
Fachregeln und Prüfmethoden für eine standardisierte Modulanwendung in Dach und Fassade.

Blog

Erster Jour Fixe in Präsenz an der HTW Berlin

27.04.2022

Endlich war es soweit: Das aktuelle Jour fixe – es war bereits das zwanzigste – konnte in Präsenz stattfinden. Der Projektkoordinator HTW Berlin lud ein, passenderweise in ein Campus-Gebäude, das wegen der umfassenden Dokumentation seiner PV-Fassade auch als Fallbeispiele im StaGiMo-Projekt dient. Es wurde eine große Runde, denn im spreeseitig gelegenen Besprechungsraum fanden sich alle Projektbeteiligten ein, nur Ralf Haselhuhn (DGS) konnte leider nicht teilnehmen.

Auf der Agenda standen die üblichen TOP: Berichte der Verbundpartner zum Arbeitsstand, Kommentare und Anregungen der assoziierten Partner, aktuelle Themen wie der Zwischenbericht und die Einbindung in die Lehre beispielsweise durch Abschlussarbeiten. Deren Ergebnisse wiederum boten anregenden Diskussionsstoff zu Themen Brand- und Blitzschutz, Repowering oder mechanische Prüfverfahren von PV-Modulen. Doch im Vordergrund stand als erster TOP die Vorstellungsrunde, denn auch wenn man bereits seit einem guten Jahr miteinander zutun hat: Das Kennenlernen und der Austausch am Bildschirm ersetzen das persönliche Gespräch nur partiell.

Nach der Arbeitssitzung im Besprechungsraum ging es bei schönem Wetter weiter mit einer kleinen Exkursion über den Campus Wilhelminenhof. Zunächst stand die Fassade des FKI-Gebäudes im Fokus.

Weiter ging es dann auf die Terrasse des Gebäude G. Dort wurden einige PV-Teststände der HTW vorgestellt, die für die Untersuchung von nachgeführten und fixierten PV-Systemen konzipiert sind. Sie scheinen für GIPV nicht besonders relevant zu sein, doch sie sind bereits seit rund 30 Jahren in Betrieb und zeigen u. a., dass "alte" PV-Module kaum Leistungseinbußen aufweisen.

Das PV-Modul ist ein Bauglasprodukt. So nimmt es nicht weiter Wunder, dass das HTW-Team ein weiteres Forschungsprojekt vorstellen konnte, das sich mit Glas befasst, konkret: das Forschungsprojekt "Fenstervergleich". Für all jene, die sich noch weiter zum Thema Glass in der Fassade austauschen wollten, ging es aufs Dach des Nachbargebäudes. Dort warteten acht Teststände, in denen jeweils ein Fenster- bzw. Verglasungssystem untersucht wird. Projektziel ist das Potenzial der energetischen Performance von Fenstervarianten mit einer wirtschaftlich effizienten und anwenderfreundlichen Lösungen zu verbinden, die auch baukulturelle Ansprüchen genügen.

So zeiteffizient digitale Projekttreffen auch sind: das StaGiMo-Team plant, bei nächster Gelegenheit sich wieder in Präsenz zu treffen. Als weiteres Besuchs- und Besichtigungsziel bietet sich die Uni Siegen an, wenn dort die Teststände aufgebaut sind und die Bauteilversuche laufen.

Besichtigung des HZB-Reallabors für BIPV von PVComB und BAIP

06. 09 2021

Am 06. September 2021 wurde die fassadenintegrierte Photovoltaikanlage am Forschungsneubau des Helmholtz-Zentrums Berlin feierlich in Betrieb genommen. Nun bietet die am HZB angesiedelte Beratungsstelle für bauwerksintegrierte Photovoltaik (BAIP) Führungen dazu an. Am 28. September nahmen Projektmitarbeiter*innen der DGS und der HTW Berlin die Anlage genau unter die Lupe. Thorsten Kühn, der am BAIP zum Thema GIPV berät, konnte allerlei Wissenswertes erzählen.

360 CIGS-Dünnschichtmodule der Marke Avancis Skala stellen in Nord-, West- und Südausrichtung ungefähr 50 Kilowatt Peak zur Verfügung. Die Anlage umgreift die sogenannte Testinghalle von drei Seiten wie eine Klammer und beginnt bereits im Erdgeschossbereich. Dies ist allerdings nur möglich, da sich das Gebäude auf Betriebsgelände befindet. In der Beratung, so Kühn, wird davon abgeraten, PV-Module im Erdgeschossbereich der Fassade einzusetzen.

Das matt schimmernde blau der Module wird durch Kromatix-Glas erzeugt, welches nur einen geringen Bereich des Sonnenspektrums reflektiert – in diesem Fall blau. Dadurch entstehen nur geringe Verluste. Durch den Neubau war es möglich, sowohl die PV-Module als auch die anschließenden dunkelblauen Alucobond-Fassadenplatten in einer einzigen Größe zu planen und zu verbauen. Die Befestigung an der Unterkonstruktion erfolgt über ein an der Rückseite der PV-Module verklebtes Backrail-System. Dadurch und durch das regelmäßige Raster entsteht ein gleichmäßiges Fassadenbild. Betrachtet man das gesamte Gebäude, dann fällt auf, dass die matten PV-Module sogar weniger spiegeln als die angrenzende Aluminium-Bekleidung.

Die Anlage ist mit verschiedenen Sensoren zur Messung der Bestrahlung, der Temperaturen und der Luftströmung im Hinterlüftungsbereich ausgestattet. Um den Einfluss der Hinterlüftung auf die Performance der Anlage zu untersuchen, wurde der Abstand von Dämmung zu Solarmodul bewusst variiert und beträgt bis zu 10 cm. Außerdem soll das Verhalten der realen Anlage über einen langen Zeitraum untersucht und mit Simulationsergebnissen verglichen werden.

Erkenntnisse zur Planung und Umsetzung von GIPV gibt es aber schon jetzt. So musste die Anlage an das Stromnetz angeschlossen werden, obwohl 100 % des Stromes durch den benachbarten Elektronenspeicherring des HZB selbst verbraucht wird. Eine frühzeitige Abstimmung mit dem Netzbetreiber ist empfehlenswert. Eine Herausforderung war auch die Montage der Module. Kostentreibend waren die Wahl von farbigen Modulen sowie die spezifischen Anforderungen an die Anlage als Reallabor, also z.B. durch die Messtechnik oder die verschiedenen Abstände zwischen Modulen und Dämmung.

Die Ergebnisse des Monitorings sowie die Erfahrungen aus der Planung und Ausführung der Anlage fließen in die Arbeit der Beratungsstelle (BAIP), bei der Planenden und Ausführenden eine kostenfreie und unabhängige Beratung zur Integration von Photovoltaik angeboten wird.

Mehr Informationen:
https://www.helmholtz-berlin.de

Exkursion Adlershof

28.09.2021

Ende 2020 startete das Forschungsprojekt StaGiMo – Mitten in einer globalen Pandemie, durch die Home-Office und Abstandsregelungen zum Alltag wurden und Teamtreffen nur digital möglich waren. Umso angenehmer war es deshalb, dass sich im August zum ersten Mal Projektmitarbeiter*innen der HTW Berlin und der DGS zur Exkursion treffen konnten. Gegenstand waren die zahlreichen gebäudeintegrierten Photovoltaikanlagen im Berliner Bezirk Adlershof, einer der wichtigsten Wissenschafts- und Wirtschaftsstandorte Berlin-Brandenburgs. Zu Hochzeiten der Produktion deutscher PV-Module waren hier Firmen wie Soltecture und Solon ansässig.

Die Projektmitarbeiter*innen nahmen die Anlagen nicht nur in Augenschein, sondern waren auch mit Thermografie-Kameras ausgestattet. Mit diesen Kameras können Temperaturen an PV-Modulen sowie an anderen elektrischen Komponenten gemessen werden. Steigende Modultemperaturen können auf Verschattungen oder defekte Zellen bzw. Bypassdioden und somit auf Hot-Spots hinweisen und haben sinkende Erträge zufolge. Von schlecht gekühlten Elektrokomponenten kann außerdem eine Brandgefahr ausgehen. Auch Schadstellen an der Verkabelung sind aufgrund thermischer Auffälligkeiten mit der Wärmebildkamera auszumachen. Besonders geringe Modultemperaturen können dagegen darauf hinweisen, dass die Anlage nicht in Betrieb ist.

Die Messung sollte an wolkenfreien und trockenen Tagen mit geringen Außentemperaturen und einer Sonneneinstrahlung von mindestens 600 W/m² erfolgen. Dies traf leider nicht auf den Tag der Exkursion zu. Dennoch konnten sich die Beteiligten mit der Funktion der Thermografie-Kameras auseinandersetzen und tauschten sich rege zu projektrelevanten Themen sowie zu den besichtigten GIPV-Anlagen aus.

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Projektpartner
Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin
Universität Siegen
Deutsche Gesellschaft für Sonnenenergie
TUV_R_Trademark 1
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DiBt