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Technische Universität München

Kontext

Ein studentisches Team der Technischen Universität München nimmt in Zusammenarbeit mit der TU Darmstadt am diesjährigen Solar Decathlon 2007 teil. Das Team, das aus Studenten verschiedener Fakultäten (Maschinenwesen, Architektur, Elektrotechnik) besteht, entwickelt „solaraktive Fensterläden“, deren Grundstruktur analog zum klassischen, im bayerischen Voralpenland, in alpinen Regionen wie z.B. auch Pyrenäen oder in Italien verbreiteten Fensterladen aufgebaut ist: einem massiven Rahmen, der horizontal angeordnete, zum Teil verstellbare Lamellen beinhaltet.

Abbildung 1: Solaraktive Fensterläden auf der Baustelle in Washington.

Dieses Projekt kann auf zahlreiche Vorarbeiten aufbauen, die im Rahmen des SunThink-Projektes am Lehrstuhl für Thermodynamik durchgeführt wurden. Anders als bei SunThink geht es hier jedoch nicht um Lamellenraffstores, die mit flexibler Dünnschicht-Photovoltaik bestückt werden sollen, sondern um schwenkbare Fensterläden. Diese solaraktiven Fensterläden fügen sich somit hervorragend in den Entwurf der TU Darmstadt ein.

Solaraktive Fensterläden

Die Neuerung am vorliegenden System besteht in einer Bestückung der Horizontallamellen von Fensterläden mit Photovoltaik (PV). Der Reiz an solchen Systemen liegt an der Abkehr von den bereits bekannten PV-Großlamellen. Die architektonische Gebäudeintegration gelingt im Gegensatz zu Großlamellen sehr gut, da die klassischen Fensterläden sowohl im Verwaltungs- als auch im Wohnungsbau häufig verwendet werden. Sonnenschutzsysteme werden meist ohnehin gebraucht, sodass die PV ein reines Add-On und somit ein gutes Beispiel für multifunktionale, gebäudeintegrierte PV darstellt. Abbildung 2 zeigt beispielhaft den Aufbau eines solchen solaraktiven Fensterladens. Die einzelnen Lamellen (1) sind auf ihrer der Sonne zugewandten Seite mit Photovoltaik-Modulen bestückt (grau) und um ihre Längsachse A schwenkbar im Rahmen (2) gelagert.

Abbildung 2: Funktionsprinzip eines solaraktiven Fensterladens.

Der Rahmen (2) ist drehbar um Achse B am Gebäude gelagert. Bei Drehung um die Achse A ist somit eine einachsige Nachführung der PV nach der Sonne möglich, bei Schwenkung um A und B sogar eine zweiachsige Nachführung. Einachsige Nachführung bringt in Deutschland einen Mehrertrag von ca. 30 % gegenüber gebäudeintegrierten Anlagen, die vertikal an der Südfassade montiert sind.

Forschungsarbeiten der TU München

Für den deutschen Wettbewerbsbeitrag zum Solar Decathlon 2007 wurden vom studentischen Team der TU München folgende Arbeiten übernommen:

  • Recherche und Auswahl geeigneter Solarmodule für Photovoltaik-Kleinlamellen,
  • Entwicklung verschiedener Varianten zur Nachführkinematik der Lamellen,
  • Design der Verschaltung einzelner Solarmodule zu fassadenintegierten Anlagen,
  • Mitwirkung bei Recherche und Auswahl von Verschaltungskomponenten für die Fassadenanlagen,
  • Mitwirkung bei der Auswahl der Wechselrichter, Design des Anlagenlayouts in Zusammenarbeit mit dem Sponsor SMA AG,
  • Recherche und Auswahl von Motoren zur Lamellennachführung,
  • Recherche und Auswahl von Steuerungs- und Netzwerkkomponenten zur Lamellennachführung,
  • Programmierung der Nachführalgorithmen für die Fassadenteile West/Ost bzw. Süd,
  • Ermittlung der optimalen Nachführstrategien und –zeiten für den Wettbewerbszeitraum in Washington D.C. bzw. für die Nachnutzung in Darmstadt,
  • Simulation der stundenweise aufgelösten Solarerträge aus den Teilanlagen Fassade West/Ost bzw. Süd für den Wettbewerbszeitraum in Washington D.C. bzw. für die Nachnutzung in Darmstadt,
  • Mitwirkung beim Aufbau der Fassadenanlage beim Solar Decathlon 2007 in Washington D.C. Technische Unterstützung während des Wettbewerbszeitraums in Washington.

Für weitere Informationen zum Beitrag der TU München am Solar Decathlon 2007 kontaktieren Sie bitte Dr.-Ing. Markus Spinnler.

 

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