UTZ - UMWELT-TECHNOLOGIE-ZENTRUM / BERLIN 52° 28` N / B.5 B.5 GIPV-BEISPIELE in Europa 2 / B.5 Deutschland UTZ - UMWELT-TECHNOLOGIE-ZENTRUM / BERLIN B.5 ������������������ ����������������������������� UTZ- UMWELT-TECHNOLOGIE-ZENTRUM BERLIN ����������������������� � B5. BERLIN 52° 28` N Fassadenintegration Projekt Standort Auszeichnung Umwelttechnologie-Zentrum - UTZ, Büro- und Laborgebäude Berlin-Adlershof, Volmerstr. 5-9b Architekturpreis 1998 Architekten Bauherr Gebäudetechnik Tragwerksplanung Lichttechnik PV-Berechnung PV-Nennleistung Erzeugte Energie / Jahr Wettbewerb Vorentwurf Baubeginn Einweihung Eisele + Fritz, Darmstadt WISTA-Management GmbH, Berlin HL-Technik AG, München Bollinger + Grohmann, Frankfurt/Main Prof. Dr. Ing. Helmut F.O. Müller, Dortmund/Köln Menag Energie, Berlin 10 KWp 2.500 kWh/a 1995 (1. Preis) Sept. 1995 Okt. 1996 Okt. 1998 Gebäudedaten Hauptnutzfläche BGF Grundstücksfläche Gebäudenutzung Neu/Altbau Photovoltaik PV-Typologie Anwendungstyp Fläche Module / (Zellen) Zellentechnologie-Typ Hersteller Orientierung Effizienz der Solarzellen Effizienzverlust Veröffentlichungen Zeitschriften 12.496 m2 ca. 25.000 m2 24.071 m2 Interdisziplinär / Zur Vermietung an verschiedene Forschungseinrichtungen Neubau Netz-Anschluß Fassadenintegration / Sonnenschutz 181 m2 / (Zellenfläche: 140 m2 ) Multikristalline Siliziumzellen, semitransparent, Zellen von ASTRO-Power, USA SOLON AG, Berlin Süd -13° (Azimutwinkel) / 90° Neigung der PV 12 % (im Mittel, unter STC) ca. - 2% (durch fehlende Antireflexionsschicht) Bücher Bauwelt 1998 / Heft 28; Casabella 2000/ 683 Intelligente Architektur 1998 Photon, Herbst 2000 Gestalten mit Solarzellen (Susanne Rexroth) Abbildungen Lageplan / Ansichten / Skizzen B.5 / 3 B.5 GIPV-BEISPIELE in Europa ������ ����� ��� ��� ���� �������� ����������������� ������ ����������� ���������������� ������ ������ ���������������� Deutschland 1) Beschreibung ¬ Allgemein Es wurde durch ein klares öffentliches Straßenraster ein ablesbarer Stadtgrundriß geschaffen, der eine eindeutige Zuordnung zuläßt, wobei dem vorstädtischen Raum jedoch kein geschlossenes Blockmuster aufgezwungen wird. ������������� „Das Leitbild sieht die vorhandene Stadtsubstanz mit ihren unterschiedlichen Räumen und Gebäuden als Ausgangspunkt einer Synthese aus Altem und Neuem. Trotz .... einer Gebäudehöhe von 18 m bewahrt diese Art von Städtebau einen positiven Vorstadtcharakter, auf den die Neubebauung sich einstellt und in ihm die Identität sucht.“ [1] ���� ������������� ���������������� ���������� ���� ��� ���� ������� ��� ����� ������� ��� ���������������� ������������������ ����� ����������� ��������������� ��������� �������� �������������� �� ������������� ��� ������������������ ����������������� � ���� ���������� ������� ���������������� ����������������� ��������������� ���� ���������� ��� ������� ����� ����������������� � �������� ��� ����������������� ������� ������� ��� ����������������� ����������� ���� ���� ���� ����� (Bauwelt 1998 / H. 28 / S. 1604) Der Baukomplex besitzt eine innere Logik, welche die diversen Teile regelt, aus denen er sich zusammensetzt und vermittelt gleichzeitig ein erkennbares Ganzes in seiner Gesamtheit, in dem aus den synergetischen Effekten seiner Komponenten die eigene architektonische Identität entspringt. Das Gebäude erstreckt sich entlang der Straße und die Hauptansicht ist durch die gestaltungsbildenden Elemente gekennzeichnet, die das Tageslicht durch Photovoltaikelemente und Solarpaneele nutzen und den Rhythmus bestimmen. Das Projekt setzt sich aus 3 schmalen, 200 m langen, Gebäudeteilen zusammen. Zwischen den Gebäudeteilen befindet sich ein rechteckiger großer Garten, in den die bestehende Vegetation integriert wurde und verbindet somit den Gebäudekomplex mit der Stadt. Im Nord-Osten befindet sich ein autonomes Gebäude für die technischen Installationen aus Stahlbeton, an der Ansichtsseite aus Holz, Glas und Stahl und dient als Verbindungselement zu dem zweiten Gebäudekörper, der im zweiten Bauabschnitt realisiert wurde. [1] ����������������� ��� ������� ��� ��� ���������������� ���� ������������ �� ���� �������� ����������������� ���� ��� ������� ����� �������� �� ����������������� ����������������� ����� �������� �������� ��� �� ���� ������������� ������� ���� ��� ��� ���������������� (Bauwelt 1998 / H. 28 / S. 1604) ���������������� �� ���� ������������ �� ���� ������ �� ������������������ ������ ���������� ���������������� ���������������� ����������������� � ��� ������� ���� ���������������� ��� ������������ ��� ���������������� �������������� ���������������� ���������������� ������ �������� ��� ������������������� ����������������� ��� ���� ��������� ������ ���� ����� �� ���� �������� ��� ������������� ���� ���� �������� ��� ���������������� �� ���������� ��� ����������������� ����������������� ���������������� ������������������ ����������������� ������������������� ����������������� ��������� ��������� �� �������� ��� ��� ������������� ��� ������������������ ����� ¬ Besonderheiten Dem Gebäude liegt ein energetisches Gesamtkonzept zu Grunde (siehe Energiekonzept). Die Photovoltaik-Integration besitzt einen Synenergie-Effekt: Sie stellt neben der Stromproduktion ebenfalls einen idealen Sonnenschutz dar, welcher zugleich einen optimalen Ausblick aus dem Innenraum ermöglicht, auf Grund der Schrägstellung (Südorientierung) der „Schotten“. � ��������������������������� 4 / B.5 � ¬ Architekturpreis 1998 Auszug aus der Würdigung des Preisgerichtes zum Architekturpreis Berlin 1998: "Die städtebauliche Situation schafft durch den Neubau eine deutliche körperliche Abgrenzung zum Straßenraster und ist somit als strategischer Baustein einer im Werden begriffenen Vorstadtstruktur zu bewerten. ... Die geschickte Dramaturgie der eingesetzten Mittel vom vertikalen Sonnenschutz, Sonnenkollektoren, tragenden Elementen, als auch horizontale Hohldeckenkörper und Fluchtbakone fügen sich zu einem großen Ganzen und differenzieren die einzelnen Schichten des in die Tiefe sich entwickelnden Raumes und definieren den technischen und innovativen Status des Hauses, die doppelte Kodierung der gestalterischen und UTZ - UMWELT-TECHNOLOGIE-ZENTRUM / BERLIN B.5 technischen Elemente drücken das innovative Potential des Entwurfes aus. Die Öffentlichkeit des Straßenraumes setzt sich als Kontinuum in die Raumzonen des Foyers weiter bis fort in den Hofraum, der in seiner Dynamik die Grundfigur bestätigt. Die angewandte Bautechnik überzeugt bis in das Detail, bleibt jedoch idealisiert auf der Ebene der Zweckgebundenheit und ist im Sinne seiner selbstverordneten Variabilität deutlich zum Inhalt des Gebäudes zu lesen. Prägnant wirkt der bautechnische Umgang mit der ökonomischen und ökologischen Zielsetzung, ohne einen gewissen Pathos der Rauminszenierung zu gefährden. ... Die deutchlichen Stärken entwickelt das Gebäude in seiner enormen Potenz, Aussen- und innenvolumen ineinander zu verzahnen, ohne die jeweilige Autonomie der beiden Räume zu hintergehen. Diese Stärke setzt das Haus in seiner profunden, bautechnischen und industrialisert vorgefertigten Detaillösung fort." [2]. ���������������������� ����������� ����������� ��� ���������������� � ���������������������� ����������������������� ���������������������� ���������������� �������������������� ������ ����������� ��������������� � �������������� ��������������� ����������������� ��������������� ����������������� �������������� ��������� ������������������������ ���������������������� ����������� ���������� ���������� ����������������������� ������������������������������� ��������������������� ����������������������� ��������������������� ������������������������ �������������������� ����������������� ������� ���� ����� ����� ����������������� ��� �������� �� �������� ��� ������ ���������� ���������������������� ����������������� ��������������������� �������� ���������� ���������������� �������������������� ����������������� �������� �������� ���� ����������������� ��������������������� ������������������ ��������������������� ��������������� �� ���� ����� ����� ����� ��� ������� �������� �������������� ���������������� ����������������� ���������������� �� ���� ��������������� ���� ���������� ���������������������� �������������� ���������������������� �� �������� ���� ���������������� ��������������� ������������������������������� 2) Gestalt ¬ Veröffentlichungen/Zitate Susanne Rexroth beschreibt das Zentrum für Umwelt- und Energietechnologie (UTZ) mit folgenden Worten: „Das ... UTZ in Berlin-Adlershof bietet vorwiegend Platz für innovative Jungunternehmer. Die Architekten E+F aus Darmstadt stellten ... rund 12.000 m2 hochwertige Fläche für naturwissenschaftliche Laboratorien, Werkstätten und Büros sowie Technikproduktionsflächen bereit. Die Grundform des Gebäudes beschreibt ein „U“, das mit seiner Längsseite die Breite eines gesamten Blockes einnimmt. Über 200 m zieht sich die Fassade an der Straßenflucht entlang. Sie ist senkrecht und waagrecht so geschickt gegliedert, daß der Gedanke an einen „langen Jammer“ erst gar nicht aufkommt. Schon so kontrastreiche Materialien wie Holz, Glas und Beton rhythmisieren die Fassade, vorgelagerte Elemente wie Glaswände, Betonstelen und Fluchtbalkone verleihen ihr Tiefe. Wichtiges gestalterisches Element ist jedoch auch der Sonnenschutz, der in verschiedenen Varianten der Fassade Gesicht verleiht.“ [3] [Susanne Rexroth, Gestalten mit Solarzellen, S.43-44] ���������������� ���������������� � �������������� ������������ � ��������������� ����������������� ����������������� � ¬ „Zentrales Thema - Sonnenschutz“ Rexroth fährt hierzu wie folgt fort. „Das Thema »horizontale und vertikale Gliederung« bestimmt das gesamte Gebäude. An den Südwest- und Südostfassaden wurde das Thema mit dem Sonnenschutz durchgespielt - im Gegensatz zu manch anderen ambitionierten gläsernen Bürogebäuden ist er hier nicht lästige und langweilige Dreingabe zur Fassade, sondern wesentliches gestalterisches Fassadenelement. Die Sonnenschutzelemente erinnern an Le Corbusiers »brise soleil«, doch sind sie teilweise manuell zu verstellen, die dadurch entstehende Ungleichmäßigkeit bringt Leben in die Fassade. Vertikale Paneele aus gelochtem Aluminium modulieren die Hofansicht. Wie breit die Paneele sind und die Art ihrer Perforation hängt von der Himmelsrichtung und vom Tageslichtbedarf im Innenraum ab. Sie stehen in einem Abstand von 120 cm mit einem maximalen Anstellwinkel von 75 Grad. (Der senkrechte Sonnenschutz wird durch ein waagrechtes System ergänzt. Diese Funktion übernehmen die Gitterroste der Fluchtbalkone.) ... Im Rauminneren führen Tageslichtlenksysteme das Tageslicht in die Raumtiefe und optimieren so den Tageslichtquotienten. Zur Straße hin dominieren vertikale Elemente, B.5 / 5 ��������������� ��� ������������ ���������� ������ �������������� ������������ ��� ��������������� ��� ��������� �� ���� ���������� ��� ���������������� ����������� ��� ����� ���� ��� B.5 GIPV-BEISPIELE in Europa Deutschland ������������������������������������ ���������������� ��������������� stabförmige Lamellen und Betonstehlen, als brise-soleil, und bilden den Sonnenschutz.“ [3] ����� ������ ���� � ���� ���������� ��������������� ���������������� ����������������� ����������������� ��������������� ��������������� �������� ����� ���������������� ����������� ��� [Susanne Rexroth, Gestalten mit Solarzellen, S.44] 3) Fakten / Projektdaten ����������������������� BERLIN ¬ Breitengrad Meereshöhe ¬ Globalstrahlung/a ¬ Sonnenstunden ¬ Topographie: ¬ Verschattung: ¬ Ausrichtung ¬ Energiekonzept 52° 28` N / 13° 18´ E 51 m ü. NN 1011 kWh/m2 a * [Mittelwert 1981-2000] 1.818 h/a Ebene Fläche in der Stadt keine Verschattung durch Bäume oder Nachbargebäude der Photovoltaik / Fassadenintegration / Teilverschattung der Photovoltaik durch Konstruktion W-O-Ausrichtung des Gebäudes Photovoltaik ist südorientiert (der Schrägstellung der Schotten) Weiteres Gesamtenergiekonzept ist vorhanden, Photovoltaik stellt lediglich einen Teil hiervon dar. * Globalstrahlung als Mittelwert der Jahressummen von 1981-2000 in kWh/m2 a Einstrahlung auf die horizontale Fläche [Quelle: Photon Spezial 2002, S. 109] �� ¬ TOPOGRAPHIE Städtisches Umfeld / Ebene Es handelt sich bei der bestehenden Topographie um die Integration in das Stadtquartier Adlershof. Es treten keine weiteren äußeren Einflüsse auf, welche die Wirkung der Photovoltaik beeinträchtigen bzw. entwurfsbestimmend sind. ¬ VERSCHATTUNG Teilverschattung der PV-Module durch vorragende Dachkonstruktion - Verluste der Energieerträge sind hierauf teilweise zurückzuführen Bei der Wahl der Bäume, die sich vor dem Gebäude (ebenfalls im Bereich der Photovoltaik) befinden, handelt es sich um langsamwachsende und niedrige Laubbäume. Diese Entscheidung ist auf die angestrebte Vermeidung der Verschattung der Photovoltaikpaneele zurückzuführen. [5] [Kommentar Prof. Johann Eisele zum Projekt und PV] ¬ AUSRICHTUNG DES GEBÄUDES N-S-Orientierung des Gebäudes Photovoltaik: Südorientierung Die Hauptansicht von der Liebigstraße erstreckt sich in Süd-West-Richtung. Die schmalen Ansichten sind die Süd- bzw. Nordfassaden. 6 / B.5 UTZ - UMWELT-TECHNOLOGIE-ZENTRUM / BERLIN B.5 ���������� ��� �������������� ��������������� ������ ������ ��������������� Sonnenschutz des Gebäudes Eine Untersuchungsreihe ergab, laut dem Bauwelt-Bericht 1998 (Heft 28/29), daß die Südwest-Fassaden nicht mittels eines einzelnen Systems verschattet werden können. Durch eine Kombination aus einem starren horizontalen und einem starren vertikalen Sonnenschutz wird erst eine optimale Wirkung erreicht. Beide ergänzen sich: Je nach dem entsprechenden Sonnenstand erfüllt eines der beiden Systeme seine Funktion. ���� ���� ������ ����������� ��� � ��������������� � ���� ������� �������������� ������� ���������� ���� ���� ������� ��������������������� ���� ���� ����� ���������������������� ��������� ��� ���� �������� „Um den Ausblick und den Lichteinfall speziell in den Wintermonaten zu verbessern, wurde eine zusätzliche manuelle Verstellmöglichkeit der vertikalen Sonnenschutzlemente eingebaut.“ [1] (Bauwelt 1998 / H. 28 / S. 1604ff) �� ���� ������� �������� ����� ������� ������� ���� �� ���� ���������� ��� ���� ������� ����� ������������������� ��������������� ������ ��������� �������������������� �������������� ��������������� ����� ¬ ENERGIEKONZEPT ������������� ��������������� ������������ ������������������������������������� �������������� �������������� Neben der Flexibilität bestand die Planungsaufgabe vor allem in einer weitgehenden Energieeinsparung und möglichst geringerer Umweltbelastung durch das Gebäude und dessen Bauprozeß. Hierzu tragen die folgenden fünf Komponenten bei: - ������������� ���� ���������������� ���� �� ������ �� ���������������������� �� ��� ������ ��� ����������� ���������� �� ���������������� ������������ ��� ������ ���� ����������� �������������� �� �������������� ��� ������������� �������� �������� ��� ���� ���� ����� ��� ��� ��� ����� ����� ���������������������� �������������� ���� ��������� �������� �������������� � ���� ��������������� �� �������������� ������������������� ����������� �������������������� ������ ����� ��� �������������������� ��������������� ��������������������� ��������� ��� ������������������������ �������������� ��������� ����������� ��������������� ��� ������� �������� ���������� �������� �������������� ������������� ������� ��������������� �� ����� ���� ������ ���� ����������������������� ���� ������� ������� ��� ���� ��������������������� ������� ��� ���� ����� �� ���� ������������� ��������������������� ��������������������� �������������������� �������������������� ��� ������� ���������� �������������������� Ganzheitliches Energiekonzept ist vorhanden, Photovoltaik als ein Teil der Gesamtkonzeption. - �������� ������������ Bauteilkühlung [Hohlraumdecke] Verschattungssystem [Vermeidung der Fassadenaufheizung und Optimierung des Tageslichteinfalls] Photovoltaik-Fassade der Eingangshalle Regenwassernutzungsanlage. Die einzelnen Maßnahmen besitzen, soweit möglich, einen doppelten Nutzen. Die Photovoltaik-Anlage liefert nicht nur Energie, sondern dient gleichzeitig der Verschattung. Die Hohlraumdecke gewährleistet nicht nur hohe Flexibilität, sondern kühlt auch indirekt die Räume. „Somit verstehen sich die vorgeschlagenen Maßnahmen nicht als Addition zum Entwurf, sondern als Ganzheit: In der Nutzung von synergetischen Effekten soll sich das Innovationszentrum für Umwelttechnologie auch in architektonischer Hinsicht artikulieren.“ J.E. [1] (Bauwelt 1998 / H. 28 / S. 1604) ������������������ � 4) Zelle / Photovoltaik-Beschreibung ¬ Allgemeine Beschreibung Die Photovoltaikpaneele wurden an der Süd-West-Fassade an den hohen „Schotten“ in idealer Weise in Form von vertikalen Lamellen installiert. Die PhotovoltaikModule wurden nicht bis zum Erdgeschoß angebracht. Diese Anordnung ergab sich aus den Berechnungen hinsichtlich der Verschattung durch die Bäume. Jedes der sieben mit Photovoltaik bestückten Schottenelemente weist acht semitransparente Module (1,453 m x 2,22 m) auf. Ein Modul wiederum setzt sich aus 160 Solarzellen zusammen. Die Nennleistung der Anlage beträgt 10 kWp. [5] [Susanne Rexroth, Gestalten mit Solarzellen, S.44-45] �� B.5 / 7 B.5 GIPV-BEISPIELE in Europa Deutschland Der durch die Photovoltaikintegration erzielte Ertrag wird in das örtliche Stromnetz eingespeist und mit dem entsprechend geförderten Betrag vergütet. ¬ Erscheinungsbild Durch die besondere Farbwahl der Photovoltaikzellen entsteht ein Erscheinungsbild, das sich in das Gesamtkonzept ideal integriert und den technologisch fortschrittlichen Charakter des Umwelttechnologie-Zentrums deutlich unterstreicht. [6] Susanne Rexroth, Gestalten mit Solarzellen, S.45: Es handelt sich bei den Solarzellen um graue, polykristalline Siliziumzellen, die auf einer keramischen Trägersubstanz aufgetragen sind und als semitransparente Glas-Glas-Module laminiert wurden. Die Module wurden zwischen die Betonstelen und Stahlstützen vor der Fassade moniert. „Die Rückseite der Module erscheint mattgrau ... die Vorderseite kontrastiert grau glänzend.“ Die notwendigen Leitungsführungen sind in den Stahlstützen untergebracht. „Die teiltransparenten Module erzeugen ein markantes Licht- und Schattenspiel... . Insgesamt überzeugt die elegante Konstruktion - bis ins Detail.“ [6] [Susanne Rexroth, Gestalten mit Solarzellen, S.45] ¬ Charakteristischen Merkmale GIPV Die Wahl der gewählten GIPV-Art stellt das Resultat aus der Analyse der Orientierung des Gebäudes, sowie der entsprechenden Ausrichtung der Schotten, an denen die Photovoltaikmodule integriert wurden dar. Die Farbwahl der Photovoltaikmodule (grau) fügt sich optimal in die Gesamtkonzeption und Materialwahl ein. ¬ Orientierung der Photovoltaik Die Photovoltaik ist nach Süden orientiert (Süd -13°). Dies stellt einen optimale Nutzung der Sonnenenergie dar. PHOTOVOLTAIK-BASISDATEN Basisdaten FASSADE (Süd-Orientierung) ¬ PV-Typ / ¬ Hersteller ¬ ¬ ¬ ¬ ¬ ¬ ¬ 8 / B.5 Neigung der Module Ausrichtung Fassadenmodule Abschattung Lichtdurchlässigkeit Wirkungsgrad / Zellen Verluste durch fehlende AR Wirkungsgrad / Module Multikristalline Zellen / ohne Antireflexionsschicht / semitransparente Module Solon AG Berlin [mit Hand gelötet / Zellen auf Glasplatte, EVA] 90° (Senkrecht integrierte Module) Süd -13° Teilverschattung durch Dachkonstruktion > 20% ca. 12% (Mittel / STC) ca. -2% (keine Antireflexionsschicht) keine Angaben UTZ - UMWELT-TECHNOLOGIE-ZENTRUM / BERLIN B.5 ¬ ¬ ¬ ¬ ¬ ¬ Anzahl PV-Fassadenmodule Farbe der Solarzellen Anzahl der Wechselrichter Modulfläche PV-Fläche / Modul Gesamt-Modulfläche / Fassade SW ¬ Zellen pro Modul ¬ Gesamtanzahl der Zellen ¬ Fläche / Zelle ¬ Gesamte aktive Zellenfläche ¬ Leistung / Modul ¬ Gesamtleistung 56 Stück (gesamt); (8 x 7 Schotten) grau 3 Stück 1,453 m x 2.22 m (8 pro Schotte) 3.23 m2 180,88 m2 (3,23m2 x 56 Stück) 160 Zellen 8960 Stück 12,5 cm x 12,5 cm (= 0,0156 m2) 140 m2 (8 x 7 x 160 x 0,0156 m2) 239 Wpeak (Nur bei besten Bedingungen!) 10 kWpeak (real) 14 kWpeak (unter besten Bed.) ¬ Erzeugte Energie / Jahr 2.500 kWh/a (real) ¬ Effizienz F (Fläche) / Leistung kWp 14 % [bez. auf akt. Zellenfläche] ¬ Spezifischer Jahresertrag [kWh/a] / [kWp] 250 kWh / (kWp x a) [SW-Fassade / Süd-Orientierung] 5) Kosten Kosten der PV-Gesamtanlage: 209.000 DM (dies entspricht ca. 13 DM pro Watt - bezogen auf die4 Planung mit 14 kWp - Nennleistung des Systems) Gesamtbewertung / Konklusion Zum Projekt schrieb Johann Eisele: „Der Beleuchtungsbedarf von Gebäuden wird meist unterschätzt, d.h. er liegt oft höher als der Verbrauch für Heizung und RLT-Anlagen. Starre Sonnenschutzsysteme können jedoch leicht in Widerspruch zur Tageslichtnutzung geraten. Deshalb ist eine gemeinsame Betrachtung von `Sonnenschutz´ und `Tageslicht´ notwendig, wenn diese sich nicht gegenseitig ausschließen sollen. Zunächst war es sinnvoll, die Verschattungselemente zu optimieren. Dabei wurden die Abstände von 90 cm auf 120 cm vergrößert, der Ausstellwinkel von 45° auf 75° geöffnet und die Elemente in der unteren Hälfte stark perforiert. Bei geringfügig abnehmendem Verschattungseffekt wurde dadurch der Tageslichteinfall deutlich verbessert, ebenso der Blick von innen nach außen.“ [1] (Bauwelt 1998 / H. 28 / S. 1604) Die innovative Integration der Photovoltaik-Module an der Süd-West-Fassade stellt ein prägendes Element des Gebäudes und seiner Funktion dar. Bewertung [7] "Es ist hier gelungen, ein spezifisches Büro- und Laborgebäude mit einer intelligenten Mehrfachnutzung der bestimmten Elemente zu entwerfen. B.5 / 9 B.5 GIPV-BEISPIELE in Europa Deutschland Bei allen Einzelmaßnahmen wurde darauf geachtet, dass diese sich nicht gegenseitig negativ beeinflussen. Die Nutzung von synenergetischen Effekten soll sich im Innovationszentrum für Umwelttechnologie auch in der Fassadengestaltung widerspiegeln und eine Identität entwickeln. Die Hohlraumdecken sowie die Fluchtbalkone treten als `horizontale Bänder´in Erscheinung. Gestaltprägend sind auch die `veritkalen Bänder´ der Tragstruktur des Sonnenschutzes zwischen Sockel- und Dachzone. Beide strukturellen Elemente geben dem Gebäude Kraft und Masse aber auch Tiefe, Leichtigkeit und Bewegung. Diese Wechselwirkung und Gegensätzlichkeit von Volumen und einer ständig plastischen Aufgliederung des Gebäudes bildet den Schwerpunkt der Gestaltungsidee." [7] Konklusion Innovatives und ästhetisch anspruchsvolles Gebäude mit harmonischer Integration von Photovoltaikmodulen in die Gesamtgebäudekonzeption. Gesamtbewertung zur Studie Der erzielte Spezifische Jahresertrag [250 kWh (kWp x a)] ist im Vergleich der restlichen Projekte der Gebäudestudie für die PV-Fassadenintegration sehr gering, es handelt sich um den kleinsten Wert der Gesamtstudie. Dies ist auf verschiedene Faktoren zurückzuführen, die in Kapitel 4 graphisch in Form von einem Balkendiagramm (mit Kurzerläuterungen), sowie anhand von einer Übersichtsgraphik sämtlicher Projekte, Graphik B, dargestellt wurden. Die Hauptkriterien für diesen sehr geringen Spez. Jahresertrag sind die Verluste, die durch die Teilverschattungen der PV-Module im oberen Bereich der Schotten (durch die Dachkonstruktion) auftreten, sowie die Anpassungsverluste der Wechselrichter an das Gesamtsystem. Zu einem geringen Teil verursacht auch die fehlende Antireflexionsschicht auf den Solarzellen (ca. 2% Effizienzverluste), sowie die Wahl der grauen Zellen Minderungen des zu erzielenden Jahresertrages. Die Farbwahl war jedoch für den konzeptionellen Gesamteindruck des Gebäudes von großer Bedeutung, somit war die hellere Farbwahl der Zellen vom Gestaltungsaspekt her entscheidend und die energetisch erzielbaren Erträge mußten dem gegenüber untergeordnet werden. Die Semitransparenz hat keinen direkten Einfluß auf den untersuchten Wert, wie bereits an anderen Stellen erwähnt und erläutert wurde. Ferner weist die Photovoltaikausrichtung eine Südorientierung auf, die nur geringfügig von der optimalen Ausrichtung abweicht (Süd -13°). Dieses Kriterium ist jedoch nicht so einschlägig für das erzielte Resultat, wie durch verschiedene andere Projekte belegt wurde, siehe Konklusion Kapitel 5 Punkt „O“ Standort / Orientierung. Bei Vergleichsfassaden mit besseren Ergebnissen für den Spezifischen Jahresertrag handelt es sich teilweise um 1- bzw. 2-achsig nachgeführte PV-Anlagen, die somit wesentlich geeignetere Grundbedingungen für die Sonneneinstrahlung auf die Photovoltaik-Module aufweisen, bzw. deren Fassade mit den integrierten PV-Modulen im Winkel von 60° zur Horizontalen geneigt ist und somit ebenfalls bessere Konditionen für die einfallende Sonnenstrahlung zur Stromgeneration der PV aufweist. Es handelt sich beim UTZ um eine Fassadenintegration (in die sog. „Schotten“ der Fassade, siehe Abbildung) im Winkel von 90°. Der optische und architektonische Eindruck wird jedoch durch die Integrations- und 10 / B.5 UTZ - UMWELT-TECHNOLOGIE-ZENTRUM / BERLIN B.5 Gestaltungswahl der PV-Module im Besonderen hervorgehoben und verleiht der Vorderansicht ein sehr charakteristisches Erscheinungsbild. Die PV-Paneele wurden nicht bis zum EG geführt, somit treten durch die Vegetation vor dem Gebäude keine jahreszeitlichen Verschattungen der Photovoltaikmodule auf. [Bei der ausgewählte Vegetation vor dem Gebäude handelt es sich, wie erwähnt, um kleinwüchsige Baumarten, um Verschattungen der integrierten Photovoltaik ebenso in größeren Zeitspannen zu vermeiden.] Es handelt sich ferner bei Berlin [52,28° N] um einen nördlich gelegenen Standort, im Vergleich zu den restlichen untersuchten Projektstandorten der ausgewählten Klimazone in Europa. Das Ergebnis der erzielten Performance Ratio [PR] des Projektes (35%, siehe Graphik [PR] B, Kapitel 4) ist jedoch von der Ausrichtung des Gebäudes, dem Neigungswinkel der PV-Module, sowie vom Projektstandort unabhängig. Die Kriterien, welche die PR beeinflussen wurden ebenfalls detailliert in Kapitel 4 aufgeführt und erläutert. In dem vorliegenden Fall sind die drei Hauptfaktoren für die unter dem Durchschnitt der Studie liegenden PR: die Teilverschattung der Module im oberen Bereich, kombiniert mit der senkrechten Verschaltung der PV-Module Solarzellentoleranzen, da Zellen ohne Antireflexionsschicht gewählt wurden Anpassungsverluste der eingesetzten Wechselrichter. Jedoch wird das Projekt des Umwelttechnologiezentrums und im Besonderen die PV-Integration in das Gesamtkonzept - auch mit leicht geringerem PR-Wert - einem ästhetischen hohen Anspruch gerecht. Die erzielten Werte für die PRhoriz [25%, siehe Graphik [PRhoriz]B, Kapitel 4] macht den Einfluß der abweichenden Südorientierung und die Neigung der PV auf den PR-Wert deutlich, siehe Kapitel 4 und 5, sowie die Überlagerungsgraphik von PR und PRhoriz. Literatur Zeitschriften Weitere Literatur Bauwelt 1998 / Heft 28 / S. 1604 ; Casabella 2000/ 683 Intelligente Architektur 15/1998 Photon, Herbst 2000 Bauwelt (29/1998) db(2/2000) Die neuen Architekturführer (Nr. 10) VfA Profil - Das Architektenmagazin (11/1999) B.5 / 11 B.5 GIPV-BEISPIELE in Europa Deutschland Wettbewerbe aktuell (09/1995) Wettbewerbsergebnisse in der Realisierung (5,6/1997) Gestalten mit Solarzellen (Susanne Rexroth), C.F. Müller Verlag, Heidelberg, 2002 ISBN 3-7880-7700-X Bücher BIBLIOGRAPHIE / UTZ [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] Bauwelt 1998 / H. 28 / S. 1604ff http: //www.tu-darmstadt.de/fb/arch/eub/staff/jo/jo.htm, S. 1 Susanne Rexroth, Gestalten mit Solarzellen, S.43 - 44 Kommentar Professor Johann Eisele zum Projekt und zur Gebäudeintegration der Photovoltaik Susanne Rexroth, Gestalten mit Solarzellen, S.44 - 45 Susanne Rexroth, Gestalten mit Solarzellen, S.45 Eisele Architekten, Innovationszentrum für Umwelt, S.11 ABBILDUNGSVERZEICHNIS Abbildungen 12 / B.5 Intelligente Architektur 1998 Gestalten mit Solarzellen (Susanne Rexroth), S.43, 44 SOLON AG, Berlin EXPO MESSEHALLE / HANNOVER 52° 10` N / B.6 B.6 GIPV-BEISPIELE in Europa 2 / B.6 Deutschland EXPO MESSEHALLE / HANNOVER B.6 EXPO-MESSEHALLE 7 B6. HANNOVER 52° 10` N Dach- und Fassadenintegration Projekt Standort Messehalle 7 - EXPO 2000 Hannover, EXPO-Gelände Architekten HHS Planer + Architekten BDA, Hegger Hegger Schleiff Architekten, Kassel Expo 2000 GmbH, Hannover Solar-Engineering Decker & Mack GmbH, Hannover BP Solar, Hamburg Keine Angaben Osmer Elektrotechnik GmbH, Lilienthal Bauherr Fachplanung Ausführung / PV Tragwerksplanung Elektrotechnik PV Nennleistung Fassade Dach Erzeugte Energie / Jahr Planung Fertigstellung 61 kWp (Gesamte PV-Anlage) 29 kWp 32 kWp 40.000 kWh/a (Dach: 25.500 kWh/a + Fassade 14.500 kWh/a) 1999 Juni 2000 (Beginn PV-Betrieb: 05/2000) Gebäudedaten Fläche BGF Gebäudenutzung Keine Angaben öffentlich Photovoltaik PV-Typologie Anwendungstyp Dach Fassade Fläche / Gesamt Fläche / Fassade Fläche / Dach Zellentechnologie-Typ Hersteller Netz-Anschluß Fassaden- und Dachintegration [Sheddachoberlichter + Add-On-System] Semitransparente und opake Module Opake Module 1.230 m2 555 m2 675 m2 Semitransparente Glas-Glas-Module; Amorphe Silizium-Module [Dünnschichttechnologie] / kristalline Module [Saturnzellen-Technologie] BP Solar Veröffentlichungen Solon AG-Präsentationsbroschüre BP-Solar, Präsentation Abbildungen Ansichten B.6 / 3 B.6 GIPV-BEISPIELE in Europa Deutschland 1) Beschreibung ¬ Allgemein Die Weltausstellung EXPO 2000 in Hannover hatte das Thema: “Mensch-NaturTechnik“. Pünktlich zur Eröffnung der Expo am 1. Juni 2000, wurde die Solaranlage auf dem Dach und an der Fassade der Messehalle 7 mit einer Nennleistung von 60 kWp in Betrieb genommen. Der Energieertrag der Dachanlage wird auf 25.500, der der Fassadenanlage auf 14.500 Kilowattstunden pro Jahr geschätzt. Die Anlage spart jährlich 33 Tonnen Kohlendioxid ein und könnte im Jahr zwölf Haushalte mit Strom versorgen. [1] [ BP-Präs.-Blatt, zur Halle 7, S. 1] 2) Gestalt ¬ Oberlichter, die hohen Ansprüchen genügen Insgesamt 102 Oberlichter auf der südlichen Dachfläche der Messehalle 7 wurden gegen Satellichtbänder aus Photovoltaikmodulen ausgetauscht. Außer der Produktion von Strom haben sie die hohen Anforderungen an Wärmedämmung, Dichtigkeit, Statik, blendungsarme Sonnenlichttransparenz im Halleninneren sowie an das Bruchverhalten im Überkopfbereich zu erfüllen. Die technischen Voraussetzungen für die Installation einer Solaranlage statt der passiven Oberlichter sind vorhanden: Eine nach Süden ausgerichtete Dachfläche, eine Dachneigung von 10° und ein Neigungswinkel der Lichtbänder von 30°. [ BP-Präs.-Blatt, zur Halle 7, S. 1] ¬ Fassade aus Photovoltaikmodulen Im Abstand von etwa 1,60 m vom Gebäude, wurde parallel zur Südseite der Halle eine ca. 550 m2 große Fassade mit einer kompletten Verkleidung aus Photovoltaikmodulen errichtet. Bauliche Aspekte Die Photovoltaik-Fassade steht auf dem angrenzenden Flachdach der eingeschossigen Halle 8. Auf dem Dach lag ausreichend Platz für die Unterkonstruktion aus Stahl vor. Die lasten durch dieses zusätzliche Gewicht wurden über Flanschplatten und Schrägstützen in das Dach darunter geleitet. Lüftungskamine und Ablufteinrichtungen werden somit verdeckt und die Hallenwand bekommt eine architektonische Aufwertung. [1] [ BP-Präs.-Blatt, zur Halle 7, S. 1] 3) Fakten / Projektdaten HANNOVER ¬ Breitengrad ¬ Globalstrahlung / a ¬ Sonnenstunden ¬ Topographie: ¬ Verschattung: 4 / B.6 ¬ Ausrichtung ¬ Energiekonzept 52° 10` N 987 kWh/m2 a * 1610 h/a Ebenes Gelände / Dachneigung 10° keine erkennbaren Verschattung durch Bäume oder Nachbargebäude/ Dach- und Fassadenintegration Photovoltaik ist südorientiert, Süd O° Keine Angaben vorliegend EXPO MESSEHALLE / HANNOVER B.6 * Globalstrahlung als Mittelwert der Jahressummen von1981-2000 in kWh/m2 a Einstrahlung auf die horizontale Fläche [Quelle: Photon Spezial 2002, S.109] 4) Zelle / Photovoltaik-Beschreibung ¬ Oberlichter: Innovative Dünnschichttechnologie im Wechsel mit Solarmodulen der Saturn-Technologie Die Oberlichter mit 40 Grad Neigung sind in Richtung Süden ausgerichtet, es handelt sich um 120 Oberlichter mit je 4 Modulen. Es wurden 50% Saturnzellen in Glas-Glas Technik (Transparenz von ca. 20%) und 50% Dünnschichtmodule (Harmony - semitransparente Module; mit einer Transparenz von ca. 10%) eingesetzt. Die eingesetzten Glas-Glas-Module - Dünnschichtmodule einerseits und kristalline Module andererseits - haben eine Gesamtleistung von 32 Kilowatt: Die semitransparenten Dünnschichtmodule aus amorphem Silizium von BP Solar wurden auf ein Verbundsicherheitsglas laminiert. Die Lichtdurchlässigkeit dieser Module ist aufgrund physikalischer Nachbearbeitung durch einen Laser gegeben. Der erzeugte Strom wird über Wechselrichter des Typs Sunny Boy 2500 ins Netz geführt. Die kristallinen Module der Saturn-Technologie erhielten ihre Transparenz durch einen vergrößerten Abstand von 20 mm zwischen den Solarzellen. Sie wurden zu zwölf Teilgeneratoren verschaltet, die ihren Strom über jeweils einen Wechselrichter Typ Sunny Boy 2000 in das Niederspannungsnetz der Deutschen Messe AG einspeisen. Alle Photovoltaikmodule wurden mit einem gleichmäßigen Passpartout im Siebdruckverfahren versehen, damit vom Halleninneren aus ein einheitlicher Gesamteindruck erzielt wird. [ BP-Präs.-Blatt, zur Halle 7, S. 1] ¬ Fassade: Dünnschichttechnologie Die Fassade ist nach Süden ausgerichtet - mit 900 Modulen des Typs MST 43. In der Fassade wurden 678 Standardmodule der amorphen Dünnschichttechnologie als Standardprodukte verbaut. Über zwölf Wechselrichter wird der Ertrag der Anlage mit einer Spitzenleistung von circa 29 Kilowatt Peak in das Stromnetz eingespeist. [1] [BP-Präs.-Blatt, zur Halle 7, S. 1] Der Einsatz von Glas/Glas-Modulen vermindert die Verluste, die durch die Erwärmung der Solarzellen bzw. der -Module auftreten und es können somit höhere Jahreserträge der PV-Anlage erzielt werden (Vergleichsmaßstab in der Studie ist der Spezifische Jahresertrag, der sich aus dem erzielten Jahresertrag in kWh/a geteilt durch die Leistung der Anlage in kWp zusammensetzt), sowie ebenso höhere PR-Ergebnisse der Anlage (siehe Kapitel 4 und 5). ¬ Monitoring-System / Fernüberwachung erspart Fachleute vor Ort Die gesamte Anlage ist an eine Fernüberwachung angeschlossen. Diese überwachen von einer beliebig lokalisierten Zentrale aus die Funktionen der Anlage und erfassen zur wissenschaftlichen Analyse der Betriebswerte die eingehenden Messdaten. [BP-Pr äs.-Blatt, zur Halle 7, S. 2] B.6 / 5 B.6 GIPV-BEISPIELE in Europa Deutschland ¬ Visualisierung Vor der Halle wurde, für jedermann zugänglich, eine Säule mit einem Bildschirm aufgestellt. Auf diesem Display wird verständlich dargestellt, wie groß die momentane Leistung de Anlage ist, wieviel Energie die Anlage seit ihrer Inbetriebnahme geliefert hat und die daraus resultierende Kohlendioxideinsparung. [2] BP-Präs.-Blatt, zur Halle 7, S. 2] ¬ Orientierung der PV Die Photovoltaik ist in der Fassade und den Oberlichtern jeweils nach Süden orientiert. In beiden Fällen treten keinerlei Verschattungen auf; da die Fassade wie beschrieben nicht bis zum EG reicht und somit keine Verschattungen durch Nachbargebäude auftreten können. ¬ Oberlichter Bei der Ausführung der Oberlichter handelt es sich um semitransparente Glas/Glas-Module, somit treten geringere Verluste durch die Erwärmung der Solarzellen bzw. -Module auf. Die Solarzellen bestehen zu einer Hälfte aus der Dünnschichtzellen, sowie die restlichen 50% der eingesetzten Solarzellen sind kristalline Zellen, basierend auf der sog. Saturn-Technologie („buried contact“ Solarzellen, siehe Anhang A detaillierte Beschreibung; BP hat das Patent für diese Art von Solarzellen von dem Forschungszentrum der UNSW, unter der Leitung von Professor Dr. Martin A. Green, erworben und vertreibt seitdem diese Technologieart weltweit). Anforderungen • Stromproduktion • Dichtigkeit • Sonnendurchlässigkeit • Überkopfbruchverhalten Technische Daten • Glas-Glas-Module • Spezial-Dünnschicht-Laminate • Saturnzellen-Technologie • String-Wechselrichter • ca. 25.000 kWh/Jahr Besonderheiten • Größe der Anlage • Statik der bestehenden Halle • große Ansprüche an Sicherheit einer Messehalle bezüglich Anforderungen an Überkopfverglasung [2] PHOTOVOLTAIK-BASISDATEN Basisdaten Fassade (Süd-Orientierung) ¬ PV-Typ / Modultyp ¬ Hersteller 6 / B.6 Dünnschichttechnologie Standard Dünnschicht-Laminate, MST MV 43 W BP Solar EXPO MESSEHALLE / HANNOVER B.6 ¬ Neigung der Module ¬ Ausrichtung der Module ¬ Wirkungsgrad (Solarmodule) ¬ PV-Fläche (F) / Fassade ¬ Aktive Zellenfläche der Module ¬ Zellentransparenz ¬ Lichtdurchlässigkeit der Module ¬ Farbe der Solarzellen ¬ Leistung / Modul ¬ Nennleistung (Fassade) ¬ Jahresenergieertrag ¬ Effizienz F (Fläche) / Leistung kWp ¬ Spezifischer Jahresertrag [kWh/a] / kWp [Fassade / Süd-Orientierung] 90 ° Süd 0 ° keine Angaben (Zellenwirkungsgrad bei Dünnschichtmodulen nicht vorh.) 555 m 2 555 m 2 opak 0 % - opak schwarz 43 Wpeak 29 kWpeak 14.500 kWh/a 21,09 % 500 kWh/(kWp x a) Basisdaten Shed-Dach (Süd-Orientierung) / 102 Oberlichter ¬ PV-Typ / Saturn-Zellentechnologie und Dünnschichttechnologie (jeweils zu 50%) ¬ Module Glas/Glas-Module ¬ Hersteller BP Solar ¬ Neigung der Module 40° (30 ° PV + 10° Dachneigung) ¬ Ausrichtung der Module 0° ¬ Wirkungsgrad (Saturnzellen) ca. 17% (Mittel / STC) [für die Dünnschichtmodule existiert keine Angabe zum Wirkungsgrad, nur Modulwirkungsgrade] ¬ Wirkungsgrad (Solarmodule) keine Angaben ¬ PV-Fläche (F) / Dach 675 m 2 ¬ Zellentransparenz ca. 20 % (Saturn-Technologie) ca. 10% (Dünnschichtmodule) ¬ Farbe der Solarzellen schwarz ¬ Anzahl der Module / Oberlicht 4 Stück (120 Oberlichter) ¬ Leistung / Modul keine Angaben ¬ Nennleistung (Sheddach) 32 kWpeak ¬ Jahresenergieertrag 25.500 kWh/a ¬ Effizienz F (Fläche) / Leistung kWp 19,13 % ¬ Spezifischer Jahresertrag [kWh/a] / kWp 797 kWh/(kWp x a) [Dach / Süd-Orientierung] Basisdaten ¬ PV-Typ / ¬ Hersteller Gesamt (Dach+ Fassade) (Süd-Orientierung) Dünnschichttechnologie Saturn-Technologie BP Solar B.6 / 7 B.6 GIPV-BEISPIELE in Europa ¬ ¬ ¬ ¬ ¬ ¬ ¬ ¬ ¬ ¬ ¬ ¬ Neigung der Module Ausrichtung Abschattung Wirkungsgrad / Module (optimal) Wirkungsgrad / Module (praktisch) PV-Fläche (F) (Shed-Dach) Fläche (Fassade) Fläche (Gesamt/Dach + Fassade) Farbe der Solarzellen Gesamtnennleistung (Dach + Fass.) Jahresenergieertrag Kohlendioxid-Ersparnis / Jahr Effizienz F (Fläche) / Leistung kWp Spezifischer Jahresertrag [kWh/a] / kWp Deutschland 90° / 40° Süd 0 ° nein keine Angaben keine Angaben 675 m 2 555 m2 1230 m 2 schwarz (a-Si) 61 kWpeak 40.000 kWh/a 33 t/a 20,16 % 655,74 [Fassade +Dach/ Süd-Orientierung] [2] Alternativ ¬ Ausrichtung Fassaden-/ Dachmodule Süd 0° ¬ Globalstrahlung / a (horiz. Einstr.) 987 kWh/m2 a (Jährlicher Mittelwert der Jahressummen von 1981-2000) [Quelle: Photon Spezial 2002] ¬ PR (Dach): 81% PR (Fassade): 72% ¬ PRhoriz (Dach): 81% PRhoriz (Fassade): 51% PR (Ges.D+F): 76,5% PRhoriz (Ges.D+F): 66% ¬ Erzeugte Energie / Jahr 40.000 kWh/a (Gesamt) 5) Kosten PV-Zellen (Material + Arbeitslohn) - keine Angaben Installationen (Material + Arbeitslohn) - keine Angaben Zu den oben genannten Kostenkriterien waren keine Angaben von der ausführenden Firma erhältlich. Gesamtbewertung / Konklusion Im Hinblick auf die erstellte Studie der einzelnen Projekte, mit dem Vergleich des jeweilig erzielten Spezifischen Jahresertrages der PV-Anlagen, lassen sich in der Gesamtbetrachtung zu dem Projekt Messehalle 7 der Expo in Hannover folgende Aussagen machen: Dachintegration der Photovoltaik: Der Spezifische Jahresertrag der Dachanlage erzielt einen durchschnittlichen Wert im Vergleich sämtlicher Projekte [797 kWh/(kWp x a), dies entspricht ebenso dem Durchschnittswert der Dachintegrations-Studie]. Trotz der optimalen Ausrichtung der Photovoltaikmodule (Süd 0°) und dem Einsatz von Glas/Glas-Modulen, die eine starke Erwärmung der Solarzellen und -Module verhindern und somit geringere Verluste bei den zu erzielenden Jah- 8 / B.6 EXPO MESSEHALLE / HANNOVER B.6 reserträgen aufweisen, wird der Spitzenwert der Spezifischen Jahreserträge der Studie [1000 kWh/(kWp x a)] nicht erreicht. Die Module sind auf das Flachdach aufgeständert (opake Module) in einem Winkel von 40°, bzw. in die Sheddächer integriert (semitransparente Module). Fassadenintegration der Photovoltaik: Der Spezifische Jahresertrag der Fassadenintegration [500 kWh/(kWp x a)], der erzielt wird, liegt trotz optimaler Ausrichtung (Süd 0°) noch unter dem Durchschnittswert [553 kWh/(kWp x a)] der restlichen Vergleichsbeispiele der Fassaadenintegration von PV der erstellten Studie (siehe Kapitel 4 / Graphik B). Es sind keine Verschattungen der PV-Module erkennbar, jedoch handelt es sich um eine im 90°-Winkel integrierte starre PV-Anlage, wohingegen andere Vergleichsanlagen mit wesentlich besseren Spezifischen Jahreserträgen 1- bzw. 2-achsige nachgeführte PV-Systeme aufweisen. Es wurden Glas/Glas-Module verwendet, die eine starke Erwärmung der Solarzellen und -Module verhindern und somit die möglichen entstehenden Verluste durch Erwärmung vermindern, was sich auf die zu erzielenden Jahreserträge positiv auswirken kann. Die Spitzenwerte des Spezifischen Jahresertrages der Dach- und Fassadenstudien werden nicht erzielt (graphische Darstellung, siehe Kapitel 4 / Balkendiagramme mit Kurzanalysen, sowie Graphiken A bzw. B). Es handelt sich um einen nördlich gelegenen Standort [Hannover 52,10° N] im Vergleich der restlichen Projektstandorte. Zu den einzelnen PR-Werten [PR] und [PRhoriz] siehe Kapitel 4 und 5, sowie die entsprechenden Graphiken, einschließlich der Überlagerungsgraphik in Kap. 4. BIBLIOGRAPHIE [1] [2] BP-Präsentations-Blatt, zur Messehalle 7 / EXPO, S. 1 BP-Präsentations-Blatt, zur Messehalle 7 / EXPO, S. 2 ADRESSEN Ansprechpartner Photovoltaik BP Solar, Hamburg, Frau Winking bzw. Herr Stefan Müller Bp solar, Sachsenkamp 1-3, D-20097 Hamburg Tel: 040 / 23.61-120; Fax: 040/23.61-1250 E-mail: [email protected] / oder: mechthild. [email protected] Internet: www.bpsolarex.com Solar-Engineering Decker & Mack GmbH, Hannover Poburski, Solartechnik GmbH&Co KG, Hamburg B.6 / 9 EXPO-TURM / HAMELN-EMMERTHAL 52° 10` N / B.7 a/b B.7 GIPV-BEISPIELE in Europa 2 / B.7 Deutschland EXPO-TURM / HAMELN-EMMERTHAL B.7 EXPO-TURM Wesertal B.7a/b. HAMELN 52° 15` N Fassadenintegration, 2000 Projekt Standort Expo-Turm 2000 / Elektrizitätswerk Wesertal Am Ohmberg 1, Hameln-Emmerthal Architekten Niederwöhrmeier + Wiese Architekten BDA, Prof. Dipl.-Ing. Carola Wiese, Dr.-Ing. Julius Niederwöhrmeier, Darmstadt / Blomberg Elektrizitätswerk Wesertal GmbH, Hameln Bollinger + Grohmann, Frankfurt Institut für Solarenergieforschung GmbH, Hameln/Emmerthal, (ISFH) Bauherr Tragwerksplanung Fachplanung PV-Anlage Ausführung und Steuerung PV-Anlage Gebäudetechnik Nennleistung Prognose Energieertrag Fertigstellung Gebäudedaten Fläche BGF Gebäudenutzung Photovoltaik PV-Typologie Anwendungstyp Fläche (Fassade/Gesamt) Zellenfläche (Gesamt) Zellentechnologie-Typ Hersteller Colt International, Kleve Keine Angaben 6,6 kWp 5.400 kWh/a 2000 Keine Angaben Informations- und Technikgebäude / teilweise öffentlich / Neubau Netz-Anschluß Fassadenintegration / Sonnenlamellen / 1- und 2-achsig nachgeführtes System 62,61 m2 [Modulmaße] [Mittelteil/Süd: 26,83 m2/ Flügel (beide) 35,78 m2 ] 1) monokristalline Solarzellen (POWER-MAX, Siemens) 2) multikristalline Solarzellen (Shell/Photowatt) und 3) multikristalline ASE-Solarzellen (EFG-Verfahren) [Edge-defined Film-fed Growth] Siemens / Shell/Photowatt: / ASE Veröffentlichungen Intelligente Architektur, 2000, Nr. 23, (S. 59-63) Veröffentlichung Solar Engineering / Colt z. Proj. Photovoltaik und Architektur, Humm/Toggweiler Abbildungen Ansicht S / SW B.7 / 3 B.7 GIPV-BEISPIELE in Europa Deutschland 1) Projekt-Beschreibung ¬ Allgemein Wenn Architekten / Ingenieure der Natur ihre Tricks abschauen und diese in neue technische Entwicklungen einfließen lassen, bezeichnet man dies Bionik. „Die Robinie robina pseudoacacia zum Beispiel reagiert dynamisch auf die im Jahreszeiten - und Tagesverlauf wechselnde solare Einstrahlung: ihre Blätter stehen immer orthogonal zur Sonneneinstrahlung.“ [1] [Intelligente Architektur, Juli/August 2000, Nr. 23/ S. 59] Dieses gleiche Prinzip liegt dem Expo-Projekt des Informations- und Technikgebäude der Solarsiedlung in Emmerthal zu Grunde: Die Photovoltaik-Anlage wurde in Analogie zur Natur als dynamisches System konzipiert. [1] [Intelligente Architektur, Juli/August 2000, Nr. 23/ S. 59] Nachgeführte Photovoltaikanlage am multifunktionalen Technikgebäude in der Solarsiedlung am Ohmberg „Die nachgeführte Photovoltaikanlage am multifunktionalen Technikgebäude in Ohr (Gemeinde Emmerthal) befindet sich in der Solarsiedlung am Ohmberg. Die Solarsiedlung ist ein offiziell anerkanntes EXPO 2000 Projekt, in der innovative Systeme für eine zukünftige und nachhaltige Energieversorgung demonstriert werden (Niedrigenergiehausstandard, solare Warmwasserbereitung, Nahwärmesystem mit zweistufigem Wärmepumpenkonzept). In der Siedlung wurden bis zu 70 Einfamilienhäuser errichtet. Das vertikal organisierte Technikgebäude dient der Unterbringung der zentralen technischen Anlagen und der Darstellung und Erläuterung der eingesetzten Energiesysteme in der Solarsiedlung.“ [2] [Colt / Solar Engineering, Veröffentlichung zum Projekt, Einl., 1 S., bezogen über H. Nasse, Solar-Engineering + Paper z. Projekt von Solar-Engin./ Colt: S. 1) ¬ Besonderheit Ein- und zweiachsig nachgeführtes Photovoltaiksystem: „Neben der einachsigen Nachführung des Lamellensystems vor der Südfassade nach dem Sonnenhöhenwinkel können die beiden großen Solarflügel zweiachsig in einem Schwenkbereich von 180° dem Höhen- und dem Azimutwinkel nachgeführt werden.“ [1] [Intelligente Architektur, Juli/August 2000, Nr. 23/ S. 59] Einzelsteuerung der verschiedenen PV-Lamellen-Gruppen der Süd, Ost- und Westfassade. Ferner liegt dem Gesamtentwurf ein energetisches Gesamtkonzept zugrunde (siehe Energiekonzept). 2) Gestalt ¬ Gesamtkonzept Der Expo-Turm Wesertal beherbergt die Umspannstation zur Energieversorgung der Solarsiedlung in Emmerthal bei Hameln und Informationseinrichtungen für Besucher und stellt somit das Herzstück der Solarsiedlung dar. Im Sinne Nachhaltigen Bauens sollen mit dem Expo-Projekt im Bereich Stadt und Region neue Wege aufgezeigt werden, wie Wohnkomfort und Klimaschutz durch Niedrigenergiebauweise, die Nutzung von Sonnenenergie und den Einsatz modernster Energietechnik zur Transformation solarer Energie verwirklicht werden können. Die Co2-Emissionen sollen hier im Vergleich zu konventionellen Wohnhäusern um 50 Prozent reduziert werden. [Intelligente Architektur, Juli/August 2000, Nr. 23/ S. 60] Die Solarsiedlung wird von der Gemeinde Emmerthal als Projektträger zusammen 4 / B.7 EXPO-TURM / HAMELN-EMMERTHAL B.7 mit dem Elektrizitätswerk Wesertal GmbH Hameln betreut (seit 2000 ein Unternehmen der finnischen Fortum-Gruppe und dem ISFH, Institut für Solarenergieforschung, Hameln -Emmerthal). [3] [Intelligente Architektur, Juli/August 2000, Nr. 23/ S. 60] ¬ Zielsetzung Es sollte von Beginn der Planungen eine innovative und geeignete Gesamtlösung gefunden werden, die modernste an Wärmepumpentechnik und die Umspannstation zur Energieversorgung sowie Informationseinrichtungen für Besucher aufnehmen und zugleich PV-Anlage integrieren sollte. Es wurde nicht ein normales Haus, sondern ein offener »Apparat«: „ein Instrument, das Energieerzeugung und Tranformation nicht aus Sicherheitsgründen im geschlossenen Gehäuse verbergen und einkapseln muß.“ Die energetischen Zusammenhänge und Prozesse sollten in einer transparenten Struktur offen und nachvollziehbar demonstriert werden. [3] [Intelligente Architektur, Juli/August 2000, Nr. 23/ S. 60] ¬ Energietransformation Es wurden im Sinne der Bionik Analogien zu natürlichen Systemen gesucht, laut Aussage der Architekten Wiese und Niederwöhrmeier. Da Pflanzen bekannter Weise höchst effiziente Energieumwandler sind und ihre Blätter dienen hierbei als Solarkollektoren, die dynamisch auf die Jahreszeitenund Tagesverlauf wechselnde solare Sonneneinstrahlung reagieren. (Die Blätter der „Robinie robina pseudoacacia“ können hierfür als ein Beispiel dienen.) Aus den verschiedenen Überlegungen wurde das Konzept eines „Energieturmes“ entwickelt, der die unterschiedlichen Funktionen auf sechs Ebenen verteilt. [3] [Intelligente Architektur, Juli/August 2000, Nr. 23/ S. 61] „Über die rein technisch bedingten Erfordernisse hinaus dient das Gebäude auch der prinzipiellen Darstellung und Erläuterung der in der Solarsiedlung eingesetzten Energiesysteme und macht diese den Besuchern transparent.“ [2] [Paper zum Projekt von Solar-Engin./ Colt: 1. Einleitung, S. 1) 3) Fakten / Projektdaten HAMELN ¬ Breitengrad ¬ Globalstrahlung / a ¬ Sonnenstunden ¬ Topographie: ¬ Verschattung: ¬ Ausrichtung 52° 10` N 987 kWh/m2 a * [8] [Jährl. Mittelw. 1981-00, Photon Spezial 2002] 1610 h/a [Hannover, Palz, 1998] Süd-Hang über der Solarsiedlung Emmerthal keine Verschattung durch Nachbargebäude / Fassadenintegration / nur am frühen Vormittag Teilverschattung durch die Baumgruppe im Osten Nord-Süd-Orientierung des Gebäudes / Südhang Photovoltaik südorientiert / Nachführung der PV-Anlage: optimale Orientierung der Solarmodule B.7 / 5 B.7 GIPV-BEISPIELE in Europa ¬ Erschließung ¬ Energiekonzept Deutschland Ebenerdig, behindertenfreundlich bis in das 3. OG Ganzheitliches Energiekonzept, Photovoltaik stellt einen wichtigen Teil der Konzeption dar. Nachgeführtes PV-System dient den Messzwecken für das ISFH-Forschungsinstitut. * Globalstrahlung als Mittelwert der Jahressummen von 1981-2000 in KWh/m2 a Einstrahlung auf die horizontale Fläche [Quelle: Photon Spezial , 2002, S.109] TOPOGRAPHIE Das Gebäude befindet sich in einer exponierten Hanglage. Es tritt jedoch keine Verschattung durch Nachbargebäude auf. Es befindet sich Vegetation (Laubbäume) neben und vor allem hinter dem Gebäude. Als äußere Einflüsse können lediglich die Teilverschattung am frühen Vormittag durch die im Osten stehende Baumgruppe erwähnt werden. Extremen Windbelastungen (und Sturmschäden) wird in der teilexponierten Lage des Gebäudes, durch das Einfahren der Solarflügel entgegengewirkt. ORIENTIERUNG / GEBÄUDE Aufgrund der sehr eingeschränkten Platzverhältnisse entstand ein multifunktionaler Technikturm mit einer Höhe von 16 m, der in den Böschungsbereich des Ohrbergs in Nord-Süd-Orientierung angeordnet wurde. Auf fünf Ebenen wurden alle notwendigen Aggregate und Versorgungseinrichtungen untergebracht. [4] [Colt / Solar Engineering, Veröffentlichung zum Projekt, 1 Seite. 2. Technische Merkmale PV-Anlage, bezogen über Herrn Nasse, Solar-Engineering] Die Hauptfassade ist nach Süden orientiert, einschließlich der Photovoltaik-Anlage und deren dynamischem Nachführungskonzept entsprechend des jeweiligen Tages- bzw. Jahreszeitlichen Sonnenstandes. Dies gewährleistet somit immer eine optimal Orientierung für die Solarzellen. COLT / Solar -Engineering-Paper - Ausf. Version, S. 3: Durch die offene Struktur des Gebäudes (Nord-Südfassade sind vollflächig verglast, West- und Ostseite sind mit Lamellen aus Leichtmetall verkleidet) werden dem Besucher Technik und Funktion anschaulich demonstriert. [4] [Colt / Solar Engineering, Veröffentlichung zum Projekt, 1 Seite 2. Technische Merkmale PV-Anlage, bezogen über Herrn Nasse, Solar-Engineering] ERSCHLIESSUNG Die Hanglage ermöglicht jedoch die behindertenfreundliche, ebenerdigen Erschließung nicht nur in den unteren beiden Ebenen, sondern ebenso in die von unten gesehenen dritten Ebene. Hier befinden sich die Besuchereinrichtungen.[3] [Intelligente Architektur, Juli/August 2000, Nr. 23/ S. 61] ENERGIEKONZEPT 6 / B.7 Ganzheitliches Energiekonzept, Photovoltaik stellt einen wichtigen Teil der Konzeption dar. Nachgeführtes PV-System dient den Messzwecken für das ISFH-Forschungsinstitut. EXPO-TURM / HAMELN-EMMERTHAL B.7 Wärmeversorgungskonzept: Das Konzept für die Wärmeversorgung der Gesamtanlage liegt ein zweistufiger Prozeß zu Grunde: Wärmequelle ist das Wasser der Weser, dessen Temperatur von mindestens 3° C eine monovalente Bereitstellung des Wärmebedarfs ermöglicht. Im Technikgebäude wird in der ersten Prozeßstufe über die zentrale Wärmepumpe die natürlich schwankende Wassertemperatur auf mindestens 2°C angehoben. „Mit dieser Mindesttemperatur wird ein sekundäres geschlossenes ´Kaltwassernetz´ betrieben. Durch die vergleichsweise geringe Systemtemperatur kann auf eine bei Vorlauftemperaturen von 70°C übliche Wärmedämmung verzichtet werden.“ ������������������������������� [Intelligente Architektur, Juli/August 2000, Nr. 23/ S. 61] ����������������������������������� In einem zweiten Wärmepumpenprozeß erfolgt die Anhebung auf Heiztempera������������������������������� turniveau von 45°C zur Raumheizung dezentral in den jeweiligen Häusern. (Ein solches kompaktes Aggregat ist auch Bestandteil der Ausstellung im Infozentrum ������������� ����������������������������������������������������������������� ��������������������������������������������������������������� ����������������������������������������������������������������� �������������� ��� ���� ����������� �������� ���� ����� ����������� ���� ��������������������������������������������������������������� ������������������������������������������������������������ ������������������������������������� ����������������������������������������������������������������� ���������������������������������������������������������������� ������������������������������������������������������������� ��������������� �� ������������������������������������������������ �� ���������������� ������������ ���� ���������������� �� ������� ������������������ �� ����������������������������������������������������������������� ����������������������� �� ����������������������������������������������������������� ��������������������������������������� des Technikturmes.) [3] �� ��������������������������������������������������� Architektur, Juli/August 2000, Nr. 23/ S. 61] ��[Intelligente ������������������������������������������������������������� ������������� �� �������� ���� ��������������������� ���� �������������� ���� ���� ��������������������������������� �� ��������������������������������������������������������� �� �������������������������������������������������������������� [Intelligente Architektur, Juli/August 2000, Nr. 23/ S. ������� �� ������������������������������������������������������������ ������������������������������������������ �� ���������������� ���� ������������������ �������� ������������� ����������������������������� �� �������������������������������������� 4) Zelle / Photovoltaik-Beschreibung 61] ¬ Allgemeine Beschreibung Photovoltaik Die Photovoltaik-Anlage hat einen Synenergie-Effekt: Sie dient zur Stromproduktion und zugleich als außenliegender, beweglicher Sonnenschutz. ������������� ��� ��� ������ ��� ������ ������� ������ ������� ������������� ������������� ������ �� �������� ������� ����� � �� � ��� ������������� ��� � �� � ���� ������������� ������� � � ��� ��� ������������� Intelligente Architektur, Juli/August 2000, Nr. 23/ S. 61: ������� ��� ������� Die Photovoltaik-Anlage der großen Solarflügel sind exakt nach Süden ausgerichtet. (Sie versinnbildlichen die bereits genannte bionische Konzeption. �������������������������������������������������������������������� ������������� ��� ��� ������ ��� ������ ��� ������� ������ ������� ������ ������� ������������� ������������� ������ �� �������� ������� ����� � �� � ���� ������������ ��� � �� � ���� ������������ ������� � �� � ���� ������������ ���������������������������������������������������������������������� Die Planung und die technischen Rahmenbedingungen wurden in kooperativer Zusammenarbeit mit Fachplanern, Architekten, Bauherr und Tragwerksplanern mit Hilfe von Simulationsprogrammen in wechselseitigen Optimierungsprozessen abgestimmt und ausgearbeitet. �������������� ���� ������ �������������� ����������� ���� ����� ������������ ���� �������������������������������������������������������������� ����������������������������������������������������������������� ������������������������������� ������������������������� ���� ����������������������������������������������������������������� ��� ��� Die Nord- und Südfassade ist vollverglast, somit dienen die PV-Anlage und die Wartungsstege zugleich als Sonnenschutz. Die Ost- und Westfassaden sind mit Lamellen aus Leichtmetall verkleidet und lassen je nach Blickwinkel und Lichtstimmung den Gebäudekern durchscheinen. ��� ��� � ����� ����� ����� ����� ��������������������������������������������� �������������������������������������������������������������� ������ �� ��������������������������������������������������������������� �������������������� �� ������������ ���� ������������ ��� ���������������� ����������� ���������������������������������� �� ������������������������������������������������������������ ������������������������������������������� �� �������� ���� �� ������������������ ������������� ����������������� ��� ������������������������������������������������ ������������� ����������������������� ������������������������������� ����������������������������������������������������� ������������������������������ ����� ������� ��������������� ��������������� �������� ������� ������� ����� ����� ����� �������������������������������������������������������������� ��������������������������������������������� [Intelligente Architektur, Juli/August 2000, Nr. 23/ S. 61] ������������������ Das PV-Lamellensystem (Typ: COLT-Shadowvoltaic) setzt sich aus elf Lamellenreihen zusammen, die vertikal und in gleichen Abständen übereinander angeordnet sind. Die PV-Lamellen folgen im mittleren Segment einachsig dem Sonnenhöhenwinkelprojektion (exakte Südausrichtung), die beiden Solarflügel ������������ ������������������������������������ ������������������������������������� ermöglichen eine zweiachsige Nachführung über eine zentrale vertikale Antriebs����������������������������������������������������� ����������������������������������������� welle mit einem Schwenkbereich in azimutalter Richtung von -90° (Ost) bis max. 90° (West), siehe Abbildung. Durch die Parameter Sonnenhöhenwinkel, Sonnenazimut und Gebäudestandort wird rechnergestützt eine optimale Nachführung sichergestellt.“ [3] ������������������������������������������������������������������� ������������������������������������������������������������ �������������������������������������������������������������� ���� �������� ������ ����������������� �������������������� ������ ������������������� ���������� ����� ����� ����� ������������� ������ ��������� [Intelligente Architektur, Juli/August 2000, Nr. 23/ S. 61] B.7 / 7 B.7 GIPV-BEISPIELE in Europa Deutschland ¬ Erscheinungsbild Wie eine Sonnenuhr machen die wechselnden Flügelstellungen im saisonalen Verlauf die Tageszeit ablesbar und sorgen für ein ständig sich variierendes Erscheinungsbild. Sie ziehen damit ein hohes Maß an Aufmerksamkeit auf den Technikturm in exponierter Lage. [Intelligente Architektur, Juli/August 2000, Nr. 23/ S. 61] „In ihrer dynamischen Konzeption und Drehbewegung weisen die Flügel auf ein wesenhaftes Merkmal solarer Energie hin (Himmelsmechanik).“ [3] [Intelligente Architektur, Juli/August 2000, Nr. 23/ S. 61] ¬ Charakteristischen Merkmale der gebäudeintegrierten PV Die Wahl der Gebäudeintegrierten Photovoltaikart und -Ausführung stellt das Resultat aus der Analyse und der optimalen Umsetzung der gegebenen Randbedingungen (Hanglage, Ausrichtung nach Süden, Vegetation, etc.) dar. Das charakteristische und einzigartige Merkmal de PV-Anlage ist die dynamische Nachführung des Systems entsprechend des Sonnenstandes. Intelligente Architektur, Juli/August 2000, Nr. 23/ S. 62: Aus wissenschaftlicher Sicht ist die integrierte Photovoltaik-Anlage sehr interessant. Das ISFH erhält durch die PV-Anlage die Möglichkeit, ein spezielles Messprogramm anzuwenden, mit dem in Hinblick auf einen potentiellen Multiplikatoreffekt das Anlagenverhalten, die zu erwartenden Energiemehrerträge bei ein- und zweiachsig nachgeführtem Betrieb sowie die unterschiedlichen Solarzellentypen analysiert werden können. [5] [Intelligente Architektur, Juli/August 2000, Nr. 23/ S. 62] ¬ Photovoltaik-Konzept „Die Anforderungen wurden durch den Einsatz von drei verschiedenen kristallinen Silizium-Solarzellentypen (Shell - multikristallin, ASE (EFG-Silizium), Siemens - monokristallin) ergänzt. Die Gesamtleistung des PV-Generators beträgt 6,6 kWp. Dieser ist in sechs PV-Generatoren aufgeteilt. Es wird zwischen den unterschiedlichen Zellen und der Art der Nachführung differenziert. Jeder PV-Teilgenerator wird über einen Sammel-Generatoranschlusskasten auf einen separaten Wechseltrichter geführt. Eingesetzt wurden sechs Fronius-Wechseltrichter der SUNRISE-Baureihe. Im Generatoranschlusskasten sind die Schutzeinrichtungen (Überspannschutz, Rückstromdiode), die DC-Hauptschalter sowie der DC-seitige Teil der Messeinrichtungen untergebracht.“ [6] [Paper zum Projekt von Solar-Engin./ Colt:1. PV-Konzept, S. 5) ¬ Technische Merkmale der Photovoltaikanlage • 11 Lamellenreihen sind vertikal und in gleichen Abständen übereinander angeordnet • Nachführung der PV-Lamellen im Fassadenbereich einachsig, gemäß Sonnenhöhenwinkelprojektion • Zweiachsige Nachführung der PV-Lamellen an den Solarflügeln über eine zentrale vertikale Antriebswelle • Einsatz von 3 unterschiedlichen kristallinen Solarzellentypen je Nachführung (ASE-EFG, Shell-multi, Siemens-mono). • Verwendung des PV-Lamellensystems COLT-SHADOWVOLATAIC • 6 PV-Teilgeneratoren nach Art der Zellen und der Nachführung differenziert 8 / B.7 EXPO-TURM / HAMELN-EMMERTHAL B.7 • • • • • • Einsatz von Einscheibenlaminaten mit Folienverbund auf der Modulrückseite (Hersteller: GSS) Thermisch spannungsfreie punktförmige Lagerung der Module Antrieb der Solarflügel durch langsam drehende Winkelgetriebemotoren Einsatz des COLT Steuer- und Regelungssystem CCS 2000-Solar Control mit redundantem Sicherheitskonzept Einzelsteuerung der unterschiedlichen Gruppen (Südfassade, Ost- und Westfassade) möglich Gesamtleistung der PV-Anlage: 6.600 Wp [2]Colt / Solar Engineering, Veröffentli- chungm Projekt, Einleitung, 1 Seite, bezogen über Herrn Nasse, Solar-Engineering] ������������������������������� • unterschiedliche Teilleistung der verschiedenen Fassaden und Bereiche mit den unterschiedlichen Solarzellen (siehe PV-Daten). ����������������������������������� ������������������������������� ¬ Laminate Es wurden Einscheiben-Laminate eingesetzt (Größe: 1800 x 480 Millimeter) mit einem neuartigen Rückseitenfolienverbund, bestehend aus Tedlar- und Polyesterfolie und einem Zellenbelegungsgrad von circa 80 Prozent. ������������� �� ��������������������������������������������������� Mit dem Verzicht auf linienförmig gelagerte Lamellen wurde somit den architekt�� ������������������������������������������������������������� ����������������������������������������������������������������� onischen Ansprüchen ������������� in hohem Maße Rechnung getragen: ��������������������������������������������������������������� �������� ���� ��������������������� ����die �������������� ���� ���� ����������������������������������������������������������������� es wurden�� rahmenlose Laminate eingesetzt, durch spezielle Modulklammern ��������������������������������� �������������� ��� ���� ����������� �������� ���� ����� ����������� ���� thermisch��spannungsfrei aufgenommen werden. ��������������������������������������������������������� ��������������������������������������������������������������� �� ������������������ ������������������������������������������������������������ (Diese Lösung forderte eine�������������������������������������������� Zustimmung im Einzelfall durch die Bauauf������� ������������������������������������� sichtsbehörde, wobei neben Tragfähigkeitsnachweisen auch die erforderliche �� ������������������������������������������������������������ ����������������������������������������������������������������� Resttragfähigkeit im Falle des Modulbruchs nachgewiesen werden sollte. Die ������������������������������������������ ���������������������������������������������������������������� �� ���������������� �������� ������������� ������������������������������������������������������������� Einscheiben-Laminate mit ���� ihrer������������������ speziellen Modulklammerung konnten für den ����������������������������� ��������������� Überkopfbereich durch entsprechende Versuchsreihen eines unabhängigen Insti�� �������������������������������������� �� ������������������������������������������������ tuts qualifiziert werden.) [5] ������������� ��� ������ ������� ������������� ������ �� �������� ������� � ��� ������������� �� � ���� ������������� � ��� ��� ������������� ������� ������������� �� ���������������� ������������ ���� ���������������� �� ������� [Intelligente Architektur, Juli/August 2000, Nr. 23/ S. 62] ������������������ ¬ Schaltungskonzept: �� ����������������������������������������������������������������� ����������������������� �������������������������������������������������������������������� Auf Grund der festgelegten Anzahl der PV-Module (an der Südfassade und den �� ����������������������������������������������������������� Solarflügeln), den unterschiedlichen Zellentypen und der daraus resultierenden ��������������������������������������� ��� ������ ��� ������� ��� ������� ������������� ��� ��� ������� ������ ������������� � �� ��� � ������� � ����� ������ ������� ������ ������������� ����� � �� ��� � �� ������ �� �������� ������� � ���� ������������ � ���� ������������ � ���� ������������ Zellenanzahl mußte ein besonderes Schaltungskonzept entwickelt werden. [5] ������ ��� ������ ��� ������� [Intelligente Architektur, Juli/August 2000, Nr.� 23/ S. ��62] ������� ���������������������������������������������������������������������� ¬ Messtechnik �������������� „Mit einem vereinfachten Mess-System ist eine begleitende wissenschaftliche ���� ������ �������������� ����������� ���� ����� ������������ ���� Untersuchung der verschiedenen Nachführungskonzepte der unterschiedlichen �������������������������������������������������������������� ����������������������������������������������������������������� Solarzellentypen unter norddeutschen Klimaverhältnissen vorgesehen.“ [4] ������������������������������� [Colt / Solar Engineering, Veröffentlichung zum Projekt, 1 Seite,2. Technische Merkmale PV-Anlage, bezogen über Herrn Nasse, Solar-Engineering] B.7.1. Diagramm: ����������������������������������������������������������������� Simulation des Tageslichtverlauf der ��������������������������������������������� Bestrahlungsstärke am 21.06. für ������������������������� ���� ��� ��� ��� ��� � ����� ����� ����� ����� ����� ������� ��������������� ��������������� �������� �������� ��� ����� ��� ����� ����� �������������������������������������������������������������� ��������������������������������������������� �������������������������������������������������������������� unterschiedliche Nachführungen. [2] ������ �� ��������������������������������������������������������������� [Colt / Solar Engineering, Veröffentlichung zum Projekt, Einleitung, 1 Seite ������������������ �������������������� ������������������������������������������������������������������� �� ������������ ���� ������������ ��� ���������������� ����������� ������������������������������������������������������������ ���������������������������������� �������������������������������������������������������������� �� ������������������������������������������������������������ ���� �������� ������ ����������������� �������������������� ������ ������������������������������������������� ������������������� ���������� ����� ����� ����� ������������� ������ �� �������� ���� �� ������������������ ������������� ����������������� ��� B.7 / 9 B.7 GIPV-BEISPIELE in Europa Deutschland ¬ Orientierung / PV • Süd-Orientierung der Hauptfassade mit PV-Lamellensystemen (nachgeführt) • Mittelteil: einachsig-nachgeführtes Lamellen-System • Seitenflügel: zweiachsig-nachgeführte Lamellen-Systeme (Orientierung: optimaler Winkel zur Sonne) ¬ Besonderheit Die Besonderheit dieser Photovoltaikintegration in das Gebäude ist charakterisiert durch verschiedene, intelligent kombinierte Integrationsformen der Photovoltaikmodule. Die verschiedenen Systeme der einachsig und zweiachsigen Nachführung sind für die Gesamtgestaltung des Gebäudes prägend und wurden unter Punkt 4 („Allgemeine Beschreibung der Photovoltaik“, sowie „Technische Merkmale der Photovoltaik“) erklärt, ausgehend von dem natürlichen Beispiel der „Robinie robina pseudoacacia“ (siehe Punkt 1 / Projekt-Beschreibung). Da das realisierte Expo-Projekt auch den laufenden Versuchsprogrammen des ISFH-Instituts dient, stellt es auch nach Fertigstellung eine „dynamische“ PV-Anlage dar, da ihre Integration und ihre Auswertungsergebnisse die Grundlage für weitere neuentwickelte bzw. verschiedenartig gestaltete Photovoltaiksysteme in Gebäude bilden sollen. Die Anerkennung als offizielles Expo-Projekt im Jahr 2000 in Hannover, unterstreicht ebenfalls den Innovationscharakter und die Besonderheit des Projektes. PHOTOVOLTAIK-BASISDATEN Basisdaten Fassade (Süd): Mittelteil / EINACHSIG nachgeführt ¬ PV-Typ / (a) Oben: (b) Mitte: (c) Unten: ¬ Hersteller/ Zellenflächen (a) (b) (c) ¬ Neigung der Module ¬ ¬ ¬ ¬ ¬ ¬ ¬ ¬ 10 / B.7 Ausrichtung der Module Zellen-Wirkungsgrad Modulwirkungsgrade PV-Fläche (F) / Module-Oben (a) PV-Fläche (F) / Module-Mitte (b) PV-Fläche (F) / Module-Unten (c) PV-Fläche (F) / Gesamt-Mittelteil PV-Fassaden-Standardmodul [Glas-Glas-Laminate] polykristalline Solarzellen, polykristalline ASE-Solarzelle [EFG-Verfahren] monokristalline Silizium-Solarzellen Shell-Photowatt (100 mm x 100 mm) ASE (100 mm x 100 mm) Siemens (103 mm x 103 mm) 5°-80° (a / b / c) Nachgeführtes System Süd O° Keine Angaben (a), (b), (c) 9,6 % (a), 10,4% (b), 10,5% (c) 9,757 m2 9,757 m2 7,317 m2 26,83 m2 (Modulfläche) 1,73 m x 0,47 m [0,8131 m2] EXPO-TURM / HAMELN-EMMERTHAL B.7 ¬ Modulreihen / Anzahl Fassaden-Module ¬ Module / Strang ¬ Farbe der Solarzellen ¬ Teil-Leistung / Module ¬ Gesamtnennleistung / Mittelteil ¬ Erzeugte Energie / Jahr ¬ Erwarteter Mehrertrag durch einachsige Nachführung ¬ Effizienz F (Fläche) / Leistung kWp ¬ Spezifischer Jahresertrag [kWh/a] / [kWp] (a) 4 / 12 (b) 4 / 12 (c) 3 / 9 [33 Module] 8 (a); 8 (b); 4,5 (c) blau (a); blau (b); schwarz (c) 972 Wpeak (a) 1.056 Wpeak (b) 801 Wpeak (c) 2,829 kWpeak 2.009 kWh/a 10 -15 % 9,48 % [bezogen auf die Modulfl.] 710,14 [kWh / kWp] a [Fassade / Süd - Mittelteil] Basisdaten Fassade (Süd): Solarflügel / ZWEIACHSIG nachgeführt ¬ PV-Typ / ¬ Hersteller (a) Oben: (b) Mitte: (c) Unten: (a) (b) (c) ¬ Neigung der Module ¬ ¬ ¬ ¬ ¬ Ausrichtung der Module Wirkungsgrad (optimal) Modulwirkungsgrade PV-Fläche (F) / Fassade-Flügel PV-Fassaden-Standardmodul ¬ Modulreihen / Anzahl Fassaden-Module ¬ Module / Strang ¬ Farbe der Solarzellen ¬ Teil-Leistung / Module ¬ Gesamtnennleistung / Solarflügel ¬ Erzeugte Energie / Jahr ¬ Erwarteter Mehrertrag durch zweiachsige Nachführung ¬ Effizienz F (Fläche) / Leistung kWp (a) (b) (c) (a) (b) (c) multikristalline Solarzellen, multikristalline ASE-Solarzelle [EFG-Verfahren] monokristalline Silizium-Solarzellen Shell-Photowatt ASE Siemens 5°-80° (a / b / c) Nachgeführtes System 0 ° -175 ° Nachführung Keine Angaben (a), (b), (c) 9,6 % (a), 10,4% (b), 10,5% (c) 35,78 m 2 (44 x 0,47 x 1,73 m2) 1,73 m x 0,47 m [0,8131 m2] [Glas-Glas-Laminate] 4 / 16 4 / 16 3 / 12 [44 Module] 8 (a); 8 (b); 4,5 (c) blau (a); blau (b); schwarz (c) 1.296 Wpeak 1.408 Wpeak 1.068 Wpeak 3,772 kWpeak 3.391 kWh/a 20 - 25 % 9,49 % [bezogen auf die Modulfl.] B.7 / 11 B.7 GIPV-BEISPIELE in Europa Deutschland ¬ Spezifischer Jahresertrag[kWh/a] / [kWp] [Fassade / Süd-Solarflügel] [beide Flügel zusammen] 898,99 [kWh / kWp] a Basisdaten Fassade (Süd) / GESAMT-System ¬ PV-Typ / (a) Oben: (b) Mitte: multikristalline Solarzellen, multikristalline ASE-Solarzelle [EFG-Verfahren] monokristalline Silizium-Solarzellen (a) Shell-Photowatt (b) ASE (c) Siemens (c) Unten: ¬ Hersteller ¬ Neigung der Module 5°-80° (a / b / c) Nachgeführte Systeme 0° / 0°-175° (starr / zweiachsig nachgeführt) Keine Angaben (a), (b), (c) 9,6 % (a), 10,4% (b), 10,5% (c) 62,61 m 2 (77 x 0,47 x 1,73 m2) 1,73 m x 0,47 m [0,8131 m2] ¬ Ausrichtung der Module ¬ ¬ ¬ ¬ Wirkungsgrad (optimal) Modulwirkungsgrade PV-Fläche (F) / Fassade-Gesamt PV-Fassaden-Standardmodul [Glas-Glas-Laminate] ¬ Modulreihen / Gesamt Anzahl Fassaden-Module (a) (c) ¬ Module / Strang ¬ Farbe der Solarzellen Mögliche Hintergrundfolien bzw. Screengewebe (Laminate) ¬ Teil-Leistung / Module (a) (b) (c) ¬ Gesamtnennleistung ¬ Erzeugte Energie / Jahr ¬ Erwarteter Mehrertrag durch ein- und zweiachsige Nachführung ¬ Effizienz F (Fläche) / Leistung kWp ¬ Spezifischer Jahresertrag[kWh/a] / [kWp] [Fassade / Süd-Gesamt] Alternativ ¬ Ausrichtung Fassadenmodule (Nachgeführte Solar-Flügel) ¬ Globalstrahlung / a ¬ Erzeugte Energie / Jahr / Gesamt 12 / B.7 4 / 28 (b) 8 / 28 6 / 21 [77 Module] 8 (a); 8 (b); 4,5 (c) blau (a); blau (b); schwarz (c) farbig / opake / transparente 2.268 Wpeak 2.464 Wpeak 1.869 Wpeak 6,601 kWpeak 5.400 kWh/a 30 - 40 % 9,48 % [bezogen auf die Modulfl.] 818,06 [kWh / kWp] a 0 °/ 0°-175° Süd-Ausrichtung 987 kWh/m2 a* [8] 5.400 kWh/a EXPO-TURM / HAMELN-EMMERTHAL B.7 * Globalstrahlung als Mittelwert der Jahressummen von 1981-2002 in KWh/m2 a Einstrahlung auf die horizontale Fläche [Quelle: Photon Spezial , 2000, S.109] Hersteller / Solarzellen-Firmen: Es wurden drei kristalline Solarzellentypen (nach Vorschlägen vom ISFH) ausgewählt: Siemens: monokristalline Silizium-Solarzelle POWER-MAX Shell/Photowatt: multikristalline Solarzellen ASE multikristalline ASE-Solarzelle mit dem neuartigem EFG-Verfahren (Edge-defined Film-fed Growth) produziert wird. [Intelligente Architektur, Juli/August 2000, Nr. 23/ S. 62] 5) Kosten Zu den Kosten der Photovoltaikanlage standen keine Angaben zur Veröffentlichung zur Verfügung. GESAMTBEWERTUNG Information Die technische Struktur des Energieturmes und die Prozesse der energetischen Transformationen sind für den Besucher deutlich nachvollziehbar. Von der Aussichtplattform (in weitem Ausblick auf die Siedlung und Weser) wird der Zusammenhang zwischen den natürlichen Energiequellen mit deren Transformation im Gebäude und der Siedlungskonzeption nachvollziehbar. [3] [Intelligente Architektur, Juli/August 2000, Nr. 23/ S. 61] Besonderheit der Photovoltaik-Anlage Sie stellt die erste und größte ein- und zweiachsig geführter PV-Anlage in Norddeutschland dar und der EXPO-Turm demonstriert mit der Synthese von Wärmepumpe und Photovoltaik eine „zukunftsweisende energetische Konzeption mit hohem Innovationswert.“ [3] [Intelligente Architektur, Juli/August 2000, Nr. 23/ S. 61] Zuamenfassung / Projekt B.7 „Bei der realisierten PV-Anlage handelt es sich um eine Demonstrationsanlage. Aufgrund der besonderen Anforderungen und Rahmenbedingungen wurde eine ingenieurmäßige Lösung gefunden. Durch den Einsatz eines standardisierten Sonnenschutzsystems sowie objektspezifischer PV-Module wird eine hohe Flexibilität demonstriert.“ [7] [Colt / Solar Engineering, Veröffentlichung zum Projekt, 1 Seite, 4. Zusammenfassung, bezogen über Herrn Nasse, Solar-Engineering] KONKLUSION / Projekt B.7 Es handelt sich bei dem beschriebenen Projekt um ein gutes und intelligent durchdachtes System der Photovoltaikintegration in ein Gebäude mit ästhetisch ansprechender Gestaltung und einem hohen Innovationscharakter. Ferner stellt das vorgestellte Projekt ein Vorzeigeobjekt für die Zusammenarbeit und hohe Bedeutung der Interdisziplinarität zwischen Forschungsinstituten, B.7 / 13 B.7 GIPV-BEISPIELE in Europa Deutschland Architekten, Ingenieuren und Bauherren dar, da die aus der besonderen Betriebsweise ermittelten Daten der unterschiedlichen Systeme und Zellenarten wichtige Aufschlüsse für das ISFH (Institut für Solarenergieforschung GmbH, HamelnEmmerthal) bieten. [5] [Intelligente Architektur, Juli/August 2000, Nr. 23/ S. 62] „Die öffentliche Resonanz gegenüber dem Projekt war groß und die Architekten denken, daß der „Energieturm den Kontext Mensch-Natur-Technik im Zusammenhang aus didaktischer und energetischer Zielsetzung in exemplarischer Weise thematisiert und Inhalt und Anspruch der Weltausstellung (der EXPO 2000) in besonderer Weise gerecht wird.“ [3] [Intelligente Architektur, Juli/August 2000, Nr. 23/ S. 61] ERGEBNISSE DER STUDIE Mittelteil Bei dem erzielten Ergebnis des Spezifischen Jahresertrages [710 kWh/(kWp x a)] des untersuchten Mittelteils der PV-Fassadenanlage, die einachsig dem Sonnenstand nachgeführt wird, handelt es sich um den zweitbesten Wert der Studie für Fassadenintegration von Photovoltaik - trotz des nördlich gelegenen Standortes des Projektes [Hameln-Emmerthal, 52,10° N]. Das Photovoltaik-System ist optimal (Süd 0°) ausgerichtet und kombiniert mit der 1-achsigen Nachführung, kann die einfallende Sonnenstrahlung optimal für die Stromerzeugung durch die Photovoltaik genutzt werden - dies ermöglicht das gute Ergebnis für den Spezifischen Jahresertrag der Anlage. Unterstützt wird dies durch die Kombination von verschiedenen hochwertigen Solarzellen-Typen (siehe PV-Basisdaten / Mittelteil), deren Farbwahl (blau bzw. schwarz) ebenso eine positive Auswirkung auf die zu erzielenden Jahreserträge der Anlage haben, siehe auch Graphik B, Kapitel 4 zum Vergleich der restlichen Projektbeispiele, sowie Kapitel 5 / Konklusion und Auswertung der Gesamtergebnisse. Der Spezifische Jahresertrag wird ferner durch die Verwendung von Glas/Glas-Modulen positiv beeinflußt, da durch die mögliche Hinterlüftung der PV-Module (Lamellensystem / siehe Abbildungen) eine zu starke Erwärmung der Solarzellen bzw. -Module vermindert bzw. verhindert wird und somit die möglichen, durch Überhitzung auftretenden Verluste der Anlage deutlich reduziert werden. Solarflügel Der Spezifische Jahresertrag der Solarflügel des Projektes [899 kWh/(kWp x a)] stellt den Spitzenwert der Studie der Fassadenintegrationsbeispiele dar. Es handelt sich bei den beiden sogenannten „Solarflügeln“ um eine 2-achsig dem Sonnenstand nachgeführte Photovoltaik-Lamellenanlage (Winkelbereich der Nachführung: 0°-175°). Die optimale Ausrichtung des Gebäudes (Süd 0°) unterstützt dieses hervorragende Ergebnis des Spezifischen Jahresertrages. Der Einsatz von Glas/Glas-Modulen wirkt sich ebenfalls sehr positiv auf die erzielten Jahreserträge der PV-Anlage aus. Die auftretenden Teilverschattungen am Vormittag durch die sich östlich befindliche Baumgruppe, führen einige Verluste mit sich. Ohne diese auftretenden Verschattungsverluste der Module könnten somit die erzielten Erträge noch bessere Ergebnisse aufweisen. Es wurden mono- und polykristalline Solarzellen in Kombination verwendet, mit 14 / B.7 EXPO-TURM / HAMELN-EMMERTHAL B.7 jeweils sehr guten Moduleffizienzen (siehe PV-Basisdaten, Tabelle / Graphik B und Projektbeschreibung). Trotz des nördlich gelegenen Projektstandortes [Hameln-Emmerthal, 52,10° N], im Vergleich zu den restlichen ausgewählten Standorten der Dissertationsstudie, kann der Spitzenwert der Fassadenstudie erzielt. Dies widerlegt die allgemein herrschende „Meinung“, daß grundsätzlich in den südlich gelegeneren Standorten einer bessere Jahreserträge (bzw. hier Spezifische Jahreserträge) im Vergleich zu nördlicheren Standorten zu erzielen sind, siehe hierzu auch Kapitel 5 / Konklusion. Gesamtsystem Die erzielten Ergebnisse der Studie im Vergleich zu den restlichen Fassaden- bzw. Dachintegrationsbeispielen haben die Bedeutung und den Einfluß der ein- bzw. zweiachsig dem Sonnenstand nachgeführten Photovoltaiksysteme dargestellt und daß damit die Steigerung der erzielten Jahreserträge (hier des Spezifischen Jahresertrages) möglich ist. In Kombination mit der optimalen Ausrichtung des Gebäudes (Süd 0° bzw. durch die 2-achsige Nachführung: 0°-175°). Die Anwendung von verschiedenen mono- und polykristallinen Solarzellentypen, mit guten Modulwirkungsgraden, in den jeweiligen Anlagen (Mittelteil und Solarflügel) in Kombination mit der „optimalen“ Farbwahl (blau und schwarz), ermöglicht durch die stattfindenden Messungen des Fachinstituts für Solarforschung (ISFH) in Hameln eine detaillierte Analyse und Auswertung der einzelnen Arten und Umgebungsbedingungen (Teilverschattung, etc.) bzw. der unterschiedlichen Nachführungssysteme im Vergleich. Der Einsatz von Glas/Glas-Modulen mit dem gewählten Lamellensystem unterstützt die zu erzielenden Spezifischen Jahreserträge sehr positiv. Lediglich die auftretenden tageszeitbedingten Teilverschattungen durch die sich im Osten des Gebäudes befindliche Baumgruppe, tragen zu einer Minderung der Energieerträge der Photovoltaikanlage bei. Ohne diese Verschattungen könnten somit noch bessere Ergebnisse im Vergleich zu den restlichen Projekten erzielt werden. Erwähnenswert ist die Tatsache, daß es sich bei dem angegebenen Wert des Spezifischen Jahresertrages der Solarflügel des Projektes, im Vergleich der Fassaden- und Dachintegrationsbeispiele (siehe Graphik A/B, Kapitel 4 und Kaptitel 5 / Konklusion), um den zweitbesten Wert der Gesamtstudie handelt! Keine der untersuchten Dachintegrations-Anlagen, außer dem Projekt in München, weist dieses hohe Ergebnis auf [899 kWh/(kWp x a)] - lediglich die Photovoltaik-Dachintegration des Projektes des Messedaches in München-Riem übersteigt dieses Ergebnis [1000 kWh/(kWp x a)], trotz des wesentlich nördlicheren Standortes der Anlagen des Expo-Turmes [Hameln: 52,10°N / München 48,20° N]. Dies ist auf die Vorteile der zweiachsigen Nachführung des PV-Systems zurückzuführen, in Kombination mit den anderen Einflußaktoren (siehe auch „Toughness“Kriterien, Kapitel 4 zum Projekt 7b). Zu den jeweiligen erzielten Werten der Performance Ration [PR] und [PRhoriz], siehe Kapitel 4 die jeweiligen Graphiken für Fassadenintegration, sowie die Überlagerungsgraphik und Kapitel 5 / Konklusion. B.7 / 15 B.7 GIPV-BEISPIELE in Europa Deutschland Literatur Intelligente Architektur, 2000, NR 23, S. 59-63 Colt / Solar Engineering Veröffentlichung zum Projekt Palz, Dr. Wolfgang, "European Solar Radiation Atlas", Springer, 1998 BIBLIOGRAPHIE / EXPO-TURM HAMELN [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] Intelligente Architektur, Juli/August 2000, Nr. 23/ S. 59 Colt / Solar Engineering, Veröffentlichung zum Projekt, Einleitung, Kurzfassung, Quelle: Herr Nasse, Solar-Engineering; Paper zum Projekt von Solar-Engineering / Colt: Seite 1 Intelligente Architektur, Juli/August 2000, Nr. 23 / S. 60-61 Colt / Solar Engineering, Veröffentlichung zum Projekt, Kurzfassung, Technische Merkmale PV-Anlage, Quelle: Herr Nasse, Solar-Engineering Seite 2 Intelligente Architektur, Juli/August 2000, Nr. 23/ S. 62 Paper zum Projekt von Solar-Engineering / Colt: 1. PV-Konzept, S. 5 Colt / Solar Engineering, Veröffentlichung zum Projekt, Kurzfassung, Zusammenfassung, Quelle: Herr Nasse, Solar-Engineering; S. 4 Photon Spezial 2002, S.109 ABBILDUNGSVERZEICHNIS Abb. B.7.1 Colt / Solar Engineering, Veröffentlichung zum Projekt, Einleitung, Kurzfassung ADRESSEN B.7 a/b Expo-Turm / Hameln-Emmerthal [Zusatzinformation PV-Anlage und Auswertung]: Colt-International GmbH M. Starlinger Briener Str. 186, D-47533 Kleve Tel.: +49(0)2821/990-148, Fax.:+49(0)2821/990-262 E-mail: colt-klevet-online.de Solar Engineering Decker & Mack GmbH Markus Brand Vahrenwalder Str. 7, D-30165 Hannover Tel.: +49(0)511/9357-330, Fax.:+49(0)511/9357-339 E-mail: [email protected] 16 / B.7 ÜSTRA-HELIOTRAM / HANNOVER 52° 10` N / B.8 a/b B.8 GIPV-BEISPIELE in Europa 2 / B.8 Deutschland HELIOTRAM ÜSTRA / HANNOVER B.8 HELIOTRAM - ÜSTRA Betriebsgelände B.8 HANNOVER 52° 10`N Fassaden- und Dachintegration, 1999 Projekt „Heliotram“ / Üstra-Projekt - Wartungshalle für Stadtbahnen, Projekt für die EXPO 2000 Hannover-Leinhausen Bild B.8.1 Standort Architekten Bauherr Nennleistung (PV) S+P Planungsgruppe, Prof. Dr. Sommer, Ulf Strey, Hamburg Üstra Hannoversche Verkehrsbetriebe AG, Hannover 130,5 kWp (a) / 94,4 kWp (b) (Dach, SSW) 224,90 kWp (Dach gesamt) 30,60 kWp (c) (Fassade gesamt) Ausführungsjahr 225,50 KWp (Gesamt) 110.403 kWh/a (a) / 81.939,20 kWh/a (b) - Dach 12.240 kWh/a (c) - Fassade 204.582,20 kWh/a [Gesamt] 1999 Dimensionierung Fläche BGF Gebäudenutzung Neu/Altbau Keine Angaben Wartunghalle für Stadtbahnen Neubau Erzeugte Energie / Jahr Photovoltaik PV-Typologie Anwendungstyp Modulfläche (a) (b) (c) Gesamt Zellentechnologie-Typ Hersteller Netz-Anschluß Fassaden- und Dachintegrationen (3 Teilanlagen) 1.052,90 m2 [Flachdachaufständerung] 1.070,70 m2 [Sheddachintegration] 321,40 m2 [Fassade] 2.385 m2 Amorphes und kristallines Silizum / Add-On- und ISO-Module (siehe Photvoltaikbeschreibung und Basisdaten) SOLON AG, Berlin Veröffentlichungen - 14. Symposium PV-SE, Staffelstein 1999 - Prospekt Solon - Referenzen Abbildungen Fassaden- und Dachansicht der Photovoltaik B.8 / 3 B.8 GIPV-BEISPIELE in Europa Deutschland 1) Beschreibung ¬ Allgemein Der Betriebshof Hannover- Leinhausen Für die DB AG bestand die Notwendigkeit, eine neue Werkstatt für die bis zur EXPO zu beschaffenden 40 dreiteiligen S- Bahn- Züge zu bauen und für die Üstra ergab sich somit die Möglichkeit, in unmittelbarer Nachbarschaft dazu eine Abstellanlage und eine Betriebswerkstatt zu bauen. [1] (Fachbeitrag für die Zeitschrift “Elektrische Bahnen” , Wolff, Schult, S. 2). ¬ Funktionen Der Stadtbahnbetriebshof Leinhausen wird mit den Funktionen: Fahrzeugabstellung Fahrzeugbehandlung Wartung / Instandhaltung Fahrpersonaleinsatz in den Stadtbahnbetrieb der Üstra eingebunden. Auf dem Dach des Technikbaus, der sich angrenzend an die Betriebswerkstatt befindet, wurde eine Photovoltaikanlage installiert, die direkt in das Bahnstromnetz einspeist. [1] (Fachbeitrag für die Zeitschrift “Elektrische Bahnen” / „Einspeisung einer 250 KWp Photovoltaik- Anlage in das Bahnstromnetz der üstra“, Dieter Wolff, Hannover, Jürgen Schult, Hannover, S. 2-3) ¬ Die Grundidee Im Zuge von geplanten Streckenerweiterungen wurden bereits zu Anfang der 90er Jahre Vorstudien zur Nutzung von photovoltaischer Solarenergie für die Fahrstromversorgung durchgeführt. Schon in dieser frühen Phase verfolgte man die Idee der Direkteinspeisung der elektrischen Energie ohne Wandlung und Regelung, da dies sich für die Nutzung in Stadtbahnsystemen - mit ihren arttypischen Gleichstromanlagen - geradezu anbietet. Bild B.8.2 Üstra Betriebsbahnhof, HannoverLeinhausen Die günstigsten Voraussetzungen ergaben sich mit dem geplanten Neubau des Betriebshofes Leinhausen. Die Vorplanung begann 1995. Hier entstand eine südlich ausgerichtete, verschattungsfreie Halle mit mehr als 5.500 m_ Dachfläche und der nötigen Infrastruktur zur Netzanbindung eines Photovoltaik (PV)- Generators. Der neue Betriebshof mit ca. 10 km Gleislänge wurde zum Jahresende 1999 weitgehend fertiggestellt und bietet Platz für max. 144 Stadtbahnfahrzeuge (Bild B.8.1 und B.8.2). [1] ¬ Projektziel Im Rahmen des Projektes soll die Realisierung und der Betrieb einer Photovoltaikanlage hoher Spitzenleistung ( > 250 KWp ) in direkter Kopplung mit dem Gleichspannungsnetz eines Stadtbahnsystems demonstriert und erprobt werden. Erstmalig werden in einer solchen Anlage - gemeinsam an einer Sammelschiene - ungesteuerte Diodengleichrichter, ein direkt speisender PV- Generator und ein 4 / B.8 HELIOTRAM ÜSTRA / HANNOVER B.8 Schwungradenergiespeicher installiert und deren Systemverhalten erprobt. Mit einem solchen elektromechanischem Speicherelement läßt sich sowohl der Rückspeisewirkungsgrad des Bahnstromnetzes als auch der Einspeisewirkungsgrad des PV-Generators erhöhen. [2] (Fachbeitrag für die Zeitschrift “Elektrische Bahnen” , Wolff, Schult, S. 4). 2) Gestalt Bild B.8.3 Zusammensetzung des PV- Generators ¬ PV-Integration Einen weiteren Schwerpunkt stellen die Integration von PV-Modulen in die Isolierverglasung von Sheddach-Oberlichtern sowie die Applikation von Solartechnologie auf hohem Spannungsniveau (UN= 600V / 750V) dar. Bei der baulichen Integration insgesamt stand die Beibehaltung der originären, an den funktionalen Anforderungen einer Wartungshalle ausgerichteten Architektur im Vordergrund. Ziel war es deshalb auch, einen bezüglich der zugewiesenen Flächen optimierten PV-Generator zu entwerfen, der gleichzeitig bauphysikalische Funktionen übernimmt und durch Substitution ohnehin erforderlicher Bauelemente in Dachhaut und Fassade Kosteneinsparungen erbringt. [2] (Fachbeitrag für die Zeitschrift “Elektrische Bahnen” , Wolff, Schult, S. 4). ¬ Photovoltaikmodule und Merkmale der Gebäudeintegration Wesentliche technische Innovationen dieses PV- Generators sind: Eine Direkteinspeisung in ein 600 V Gleichstrom-Bahnstromnetz eine vergleichsweise hohe Leistung der Anlage, mit über 250 kWp Spitzenleistung ist diePV-Anlage Leinhausen derzeit die weltweit Größte ihrer Art (Stand: 05/2000) Drei unterschiedliche Arten der Modul- Installation werden angewandt. Ca. 100 kWp Nennleistung mittels Isolierglas-PV-Modulen, die in südseitigen Oberlichtern von Sheddächern integriert sind. Ca. 130 kWp Nennleistung als konventionelle Flachdachaufständerung mit Standardmodulen (Add-On-Module). Ca. 30 kWp Nennleistung als hinterlüftete Fassadenverkleidung im Süden der Halle. Für das genannte Projekt werden hocheffiziente monokristalline Siliziumzellen im Dachbereich sowie an der Fassade verwendet (siehe Bild B.8.3). [3] (Fachbeitrag für die Zeitschrift “Elektrische Bahnen” , Wolff, Schult, S. 6-7). Die Ausrichtung des Gebäudes und damit aller PV- Belegungsflächen besitzt eine Abweichung von 35° aus der idealen Südrichtung nach Westen. Die Neigung der PV- Module beträgt 20° in den Oberlichtern, 10° als Add- On und 90° an der Fassade. Der gesamte PV- Generator ist in 12 Teilgeneratoren elektrisch unterteilt. [3] (Fachbeitrag für die Zeitschrift “Elektrische Bahnen” , Wolff, Schult, S. 6-7). B.8 / 5 B.8 GIPV-BEISPIELE in Europa Deutschland 3) Fakten / Projektdaten HANNOVER ¬ Breitengrad ¬ Globalstrahlung / a ¬ Sonnenstunden ¬ Topographie: ¬ Verschattung: ¬ Ausrichtung 52° 10` N 987 kWh/ m2 a [Photon Spezial 2000] (Jährl. Mittelw. 1981-2000)* 1610 h/a Ebenes Gelände keine Verschattung durch Bäume oder Nachbargebäude/ Dach- und Fassadenintegration der Photovoltaik O-W-Ausrichtung des Gebäudes Photovoltaik ist südorientiert * Globalstrahlung als Mittelwert der Jahressummen von 1981-2000 in KWh/m2 a Einstrahlung auf die horizontale Fläche [Quelle: Photon Spezial , 2002, S.109] 4) Zelle / Photovoltaik-Beschreibung ¬ Flächenbelegung auf dem Dach der Wartungshalle Die Aufteilung zwischen Isolierglasmodulen in den Lichtbändern und Add-OnModulen auf dem Flachdach dazwischen war durch die Geometrie, bzw. die Architektur des Gebäudes und die Gleislage vorgegeben. Bei der Minimierung der elektrischen Verluste durch Abschattungen der Teilgeneratoren untereinander und durch Dachaufbauten mußte die Abweichung von 35° aus der Südrichtung berücksichtigt werden. Die Höhe und Neigung der Oberlichter wurde zunächst auf der Grundlage von Simulationsrechnungen und Abschattungsanalysen der Belegungsflächen in den Oberlichtern untereinander festgelegt. Die Belegung der verbleibenden Dachflächen mit Add- On- Modulen als Flachdachaufständerung paßte sich in Fläche, Höhe und Neigung unter Minimierung der Abschattungsverluste an (Bild B.8.4). [4] (Fachbeitrag für die Zeitschrift “Elektrische Bahnen” , Wolff, Schult, S. 8). Bild B.8.4 Montierte Isolierglas-PV-Module und Add-On Generator an der Südseite 6 / B.8 HELIOTRAM ÜSTRA / HANNOVER B.8 Bild B.8.5 Montage der Isolierglas PV-Module ¬ Oberlichter mit Isolierglas-PV-Modulen Die PV-Module wurden hier direkt in die fünf Oberlichtbänder der Wartungshalle integriert (ca. 100 kWp). Die Oberlichtbänder sorgen für einen ausreichenden Tageslichteinfall in die Halle. Sie tragen auf der Nordseite voll transparente Gläser sowie auf der Südseite PV-Module. Um einen ausreichenden Wärmeschutz des Gebäudes zu gewährleisten, mußten die Module als Isolierglas ausgeführt werden. Die Module auf der Südseite des Oberlichtes erfüllen neben der Stromerzeugung auch die Funktion des konstruktiven Sonnenschutzes. Eine südseitige Verglasung muß zur Verhinderung von Überhitzungen und Blendwirkungen im Gebäude grundsätzlich mit einem Sonnenschutz ausgestattet werden. Die Isolierglas- PV- Module bieten aufgrund der gewählten Zellabstände (6 bzw. 10 mm) eine Kombination aus Sonnenschutz und Tageslichtnutzung. Dieser Modultyp wurde eigens für die Anlage entwickelt und zu zertifiziert (Bild B.8.5). [4] (Fachbeitrag für die Zeitschrift “Elektrische Bahnen” , Wolff, Schult, S. 8). ¬ Flachdachaufständerung mit Add-On-PV-Modulen Es wurden Standard-PV-Module eingesetzt; erreichte Leistung ca. 130 kWp. Da bis dato die bekannten Standardmodule nicht über die in diesem Projekt geforderte erhöhte `Spannungsfestigkeit´ verfügten (bis 1500V), stellte sich die Anforderung an den Markt, die Module entsprechend zu qualifizieren. [5] (Fachbeitrag für die Zeitschrift “Elektrische Bahnen” , Wolff, Schult, S. 9). ¬ Fassadengenerator Weil die angestrebte Gesamtleistung von 250 kWp auf dem Dach ohne erhebliche Einbußen durch Teilabschattungen nicht installiert werden konnte, wurde die fehlende Leistung an der Südfassade mit einem ein ca. 30 kWp Teil-Generator realisiert. Ursprünglich war hier der Einsatz von PV-Modulen in amorpher Dünnschicht-Silizium-Technologie ausgeschrieben. Da der Markt jedoch in dieser Technologie derzeit die notwendige Spannungsfestigkeit nicht liefern konnte, mußte auf bewährte monokristalline Technik (gleiche Zellen wie die Isolierglasmodule) zurückgegriffen werden. Die Module des Fassadengenerators sind architektonisch und farblich gestaltet. Sie substituieren hier die am übrigen Gebäude eingesetzte Aluminiumwelle als äußere Fassadenverkleidung und setzen einen gestalterischen Akzent (siehe Bild B.8.6). [5] (Fachbeitrag für die Zeitschrift “Elektrische Bahnen” , Wolff, Schult, S. 9). Bild B.8.6 Fassadenintegration der PV-Module ¬ Erscheinungsbild Der Gestaltungsfaktor der integrierten Photovoltaikmodule in der Fassade kann als prägend für die Südansicht beschrieben werden. Die Photovoltaik wurde bewußt als gestaltbildendes Element eingesetzt - die Farbwahl (schwarz) als Kontrapunkt zu den restlichen rötlichen Fassadenelementen, einschließlich der Metallfassadenteile. Bei der Dachintegration der Photovoltaik handelt es sich weniger um ein gestaltbildendes Element, da einerseits das PV-System als sogenannte „Add-On“ (aufgesetzte) Anlage auf das Flachdach aufgeständert wurde (opake PV-Module, siehe Beschreibung und Graphik A, Kapitel 4), sowie andererseits in die semitransparenten PV-Module in die Sheddachkonstruktion integriert wurden. Somit prägt die Photovoltaik die Dachgestaltung nur zum Teil mit. B.8 / 7 B.8 GIPV-BEISPIELE in Europa Deutschland ¬ Orientierung der PV Die Orientierung der Photovoltaik weist eine Abweichung von der optimalen Ausrichtung auf: Süd +35°. Es handelt sich um einen „nördlichen“ Standort [Hannover: 52,10° N] im Vergleich der übrigen Standorte der Studie. Sheddächer mit Photovoltaik-Modulen PHOTOVOLTAIK-BASISDATEN Basisdaten Fassade (Süd-Orientierung) ¬ PV-Typ ¬ Hersteller ¬ Neigung der Module ¬ Ausrichtung der Module ¬ Wirkungsgrad (optimal) ¬ Wirkungsgrad (praktisch) ¬ PV-Fläche (F) / Fassade ¬ PV-Fassaden-Standardmodul: ¬ Anzahl der Module ¬ Farbe der Solarzellen ¬ Leistung / Modul ¬ Nennleistung (Fassade) ¬ Erzeugte Energie/Jahr ¬ Effizienz F (Fläche) / Leistung kWp ¬ Spezifischer Ertrag/a [KWh/a]/ [kWp] [Fassade / Süd-Orientierung] Kristalline Solarzellen / Zellen Siemens SM 103 / Glas/Glas-Module Solon AG 90 ° Süd + 35° Keine Angaben Keine Angaben 321,40 m 2 Keine Angaben 364 Stück schwarz 84 Wpeak 30,60 kWpeak 12.240 kWh/a 10,5 % 400 [kWh / (kWp x a)] Dach (Süd-Orientierung) / Add-On-System ¬ PV-Typ / Sheddachintegration von semitransparenten PV-Modulen Innenansicht 8 / B.8 ¬ Hersteller ¬ Neigung der Module ¬ Ausrichtung der Module ¬ Wirkungsgrad (optimal) ¬ Wirkungsgrad (praktisch) ¬ PV-Fläche (F) / Dach ¬ Anzahl der Module ¬ PV-Dach-Standardmodul: ¬ Farbe der Solarzellen ¬ Leistung / Modul ¬ Nennleistung (Dach / Add-On) ¬ Erzeugte Energie/Jahr ¬ Effizienz F (Fläche) / Leistung kWp ¬ Spezifischer Ertrag/a [KWh/a]/ [kWp] [Dach / Süd-Orientierung] Kristalline Solarzellen / SM 110 Glas/Glas-Module Siemens Solar 10° Süd +35° ca. 14% (Zellen) Keine Angaben 1.052,9 m 2 1.186 Stück Keine Angaben schwarz 110 kWpeak 130,46 kWpeak 110.403 kWh/a 8,08 % 846 [kWh / (kWp x a)] HELIOTRAM ÜSTRA / HANNOVER B.8 Dach (Süd-Orientierung) / Sheddachintegration ¬ PV-Typ / ¬ ¬ ¬ ¬ ¬ ¬ ¬ ¬ Hersteller Neigung der Module Ausrichtung der Module Wirkungsgrad (optimal) Wirkungsgrad (praktisch) PV-Fläche (F) / Dach Anzahl der Module PV-Dach-Standardmodul: ¬ Farbe der Solarzellen ¬ Leistung / Modul ¬ Nennleistung (Sheddach) ¬ Erzeugte Energie/Jahr ¬ Effizienz F (Fläche) / Leistung kWp ¬ Spezifischer Ertrag/a [KWh/a]/ [kWp] [Dach / Süd-Orientierung] Alternativ: ¬ Ausrichtung Fassaden-/ Dachmodule ¬ PR (Dach/Sheds): 88% ¬ PRhoriz (Dach/Sheds): 88% ¬ Erzeugte Energie / Jahr 5) Kristalline Solarzellen / Zellen Siemens 103 / Isolierglas-Module SOLON AG Berlin 20 ° Süd +35° ca. 14% (Zellen) Keine Angaben 1.010,7 m 2 429 Stück Keine Angaben schwarz / semitransparent 220 kWpeak 94,40 kWpeak 81.939,20 kWh/a 10,71 % 868 [kWh / (kWp x a)] Süd +35° PR (Fassade): 58% PRhoriz (Fassade): 41% 204.582,20 kWh/a (Gesamt) Projektförderung, Kosten Die Investitionskosten für den Photovoltaikgenerator betragen, einschließlich Planung, rund 3,7 Mio. DM. Das Projekt wird im Rahmen des Thermie- Programmes unter dem Titel Heliotram SE/00146/96/DE/FR/CH von der Europäischen Kommission, Generaldirektion Energie, mit 40 % der Gesamtkosten gefördert. Im Rahmen eines Wettbewerbes für “Innovative Solartechnische Projekte” der niedersächsischen Wirtschaftsjunioren wurde der Teilgenerator im Fassadenbereich prämiert, verbunden mit einer zusätzlichen Förderung von 30 % auf dessen baulichen Anteil am Gesamtvolumen. [6] (Fachbeitrag für die Zeitschrift “Elektrische Bahnen”, Wolff, Schult, S. 12). GESAMTBEWERTUNG / PROJEKT-KONKLUSION ZUSAMMENFASSUNG / E.U.-BERICHT: Auf der Grundlage des Berichtes für die Europäische Union, wurden folgende Kern-Faktoren zusammenfassend über das Projekt beschrieben: B.8 / 9 B.8 GIPV-BEISPIELE in Europa Innenansicht / semitransparente PV-Module Deutschland „Der Einsatz von Solargeneratoren mit Direkteinspeisung in Fahrleitungsnetze ist sinnvoll. Die technische Machbarkeit ist bereits an Vorläuferprojekten (Stadtwerke Bern, Stadtwerke Karlsruhe) bewiesen worden. In Netzen mit hohem Rückspeise- Wirkungsgrad wird die Ausbeute der Rückspeisung durch den PV- Generator verschlechtert. Energiespeicher stellen in solchen Netzen – neben den grundsätzlichen Vorteilen zur Rückspeiseverbesserung – eine gute Ergänzung dar. In der Investition sind Anlagen mit Direkteinspeisung je nach Anlagenspezifikation ca. 10-20% günstiger als vergleichbare netzgekoppelte Anlagen. Bei Gebäudeintegrationen können funktionale und kostenbezogene Synergien neben gestalterischen Effekten erzielt werden.“ [7] (Fachbeitrag für die Zeitschrift “Elektrische Bahnen” , Wolff, Schult, S. 13). ERGEBNIS DER PROJEKTSTUDIE ¬ Fassadenintegration Der erzielte Wert des Spezifischen Jahresertrages der Fassadenintegration [400 kWh / (kWp x a)] weist einen weit unter dem Durchschnitt [553 kWh / (kWp x a)] liegenden Wert auf. Es handelt sich um den zweitschlechtesten Wert der Vergleichsstudie der Fassadenintergrationsbeispiele. Das Projekt weist eine abweichende Ausrichtung von der optimalen Südorientierung auf (Süd +35°). Der Integrationswinkel der PV in der Fassade beträgt 90°, es handelt sich im Vergleich zu einigen anderen Beispielen um eine starre Anlage (bessere Ergebnisse wurden für nachgeführte Anlagen, bzw. Systeme im Neigungswinkel von 60° zur Horizontalen erzielt). Es handelt sich zwar um die Anwendung von Glas/Glas-Modulen, die durch ihre mögliche Hiinterlüftungsmöglichkeit geringere Erwärmungsverluste der Zellen und Module aufweisen und sich somit positiv auf den zu erzielenden Jahresertrag auswirken, jedoch ist dieser Faktor nicht ausreichend, um den durchschnittlichen bzw. einen überdurchschnittlichen Wert für den Spezifischen Jahresertrag der Anlage zu erzielen (siehe Graphik A, Kapitel 4). Es treten keine Verschattungen der PV-Module auf. ¬ Dachintegrationen / Add-On-System / Sheddachintegration Der erzielte Spezifische Jahresertrag für die Add-On PV-Anlage liegt über [846 kWh / (kWp x a)] liegt über dem Durchschnitt der Dachintegrationsbeispiele der Studie von 797 kWh / (kWp x a), erzielt jedoch nicht den Spitzenwert der Studie von 1.000 kWh / (kWp x a). Die im Winkel von 10° aufgeständerten PVModule weisen keine Verschattungen auf, weichen jedoch in ihrer Orientierung von der optimalen Südausrichtung ab (Süd +35°). Positive Auswirkung auf den Spezifischen Jahresertrag hat die Tatsache, daß es sich um Glas/Glas-Module mit einer Hinterlüftungsmöglichkeit handelt. Für den Spezifische Jahresertrag bei der Sheddachintegration wird ein Wert von 868 kWh / (kWp x a) erzielt, der ebenfalls über dem Durchschnitt der Vergleichsanalgegen liegt. Hier treten ebenso keine Verschattungen auf, jedoch handelt es sich um Isolierglasmodule, die Verluste der Energieerträge durch Erwärmung der Zellen aufweisen können. Der Integrationswinkel ist 20° zur 10 / B.8 HELIOTRAM ÜSTRA / HANNOVER B.8 Horizontalen. Für die Ausrichtung zählen o.g. Aussagen. Es handelt sich insgesamt gesehen um einen nördlich gelegenen Standort im Vergleich sämtlicher Beispiele. Zu den einzelnen Einflußfaktoren, siehe "Toughness-Kriterien", Kapitel 4, sowie zu den Werten der Performance Ratio [PR] und [PRhoriz] siehe die entsprechenden Graphiken und Berechnungen Kapitel 4, sowie Kapitel 5. BIBLIOGRAPHIE / ANHANG B.8 [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] Fachbeitrag für die Zeitschrift “Elektrische Bahnen” / „Einspeisung einer 250 KWp Photovoltaik- Anlage in das Bahnstromnetz der Üstra“, Dieter Wolff, Hannover, Jürgen Schult, Hannover, S. 2-3 Fachbeitrag für die Zeitschrift “Elektrische Bahnen”, Wolff; Schult, S. 4 Fachbeitrag für die Zeitschrift “Elektrische Bahnen”, Wolff; Schult, S. 6-7 Fachbeitrag für die Zeitschrift “Elektrische Bahnen” , Wolff, Schult, S. 8 Fachbeitrag für die Zeitschrift “Elektrische Bahnen” , Wolff, Schult, S. 9 Fachbeitrag für die Zeitschrift “Elektrische Bahnen”, Wolff, Schult, S. 12 Fachbeitrag für die Zeitschrift “Elektrische Bahnen”, Wolff, Schult, S. 13 ABBILDUNGSVERZEICHNIS B.8.1 B.8.2 B.8.3 B.8.4 B.8.5 B.8.6 Fachbeitrag für die Zeitschrift “Elektrische Bahnen”, S. 2-3 Fachbeitrag für die Zeitschrift “Elektrische Bahnen”, S. 2-3 Fachbeitrag für die Zeitschrift “Elektrische Bahnen”, S. 6-7 Fachbeitrag für die Zeitschrift “Elektrische Bahnen”, S. 8 Fachbeitrag für die Zeitschrift “Elektrische Bahnen”, S. 8 Fachbeitrag für die Zeitschrift “Elektrische Bahnen”, S. 9 ADRESSEN B.8 Üstra Betriebsbahnhof / Hannover TransTec Bauplanungs- und Managementgesellschaft mgH Lister Str. 15, 30613 Hannover Tel: 0511 / 3995-1200; Fax: 0511 / 3995-1299 ÜSTRA Hannover-Leinhausen: Üstra Hannoversche Verkehrsbetriebe AG, Friedrich-Lehner-Weg 1, 30025 Hannover Tel: 0511 / 1668-2229; Fax: 0511 / 1668-2668 ISFH Institut für Solarenergieforschung GmbH, Hameln-Emmerthal Am Ohmberg 1, 31860 Emmerthal Tel: 0511 / 999-414; Fax: 0511 / 999-400 B.8 / 11 12 / B.8