Photovoltaik als Bauelement / BIPV
Werbung
DACD / ISAAC / PV TAGUNG 2014 1 PV als Bauelement: von BIPV zum multifunktionales Bauelement Dr. Francesco Frontini Swiss BIPV Competence Centre SUPSI - ISAAC photo by Jan-Oliver Kunze 11/04/2014 DACD / ISAAC / PV TAGUNG 2014 Agenda • Hintergrund • Von BiPV zum multifunktionalem Bauelement • “Konventionelle” PV vs. “Multifunktionales Bauelement” • Fazit und neue “ Richtlinie für Integrierte PV Anlagen 11/04/2014 2 DACD / ISAAC / PV TAGUNG 2014 3 Hintergrund • Energiepolitik ist, die Nutzung der erneuerbaren Energieformen zu fördern, um den die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu reduzieren. Somit wächst das Interesse an Solaranlagen und deren Anteil: – Kosten der PV Module reduzieren – EU wird auf Null-Energie-Gebäude pochen – Gebäude haben allgemein hohe Stromtarife Privatkunden möchten so unabhängig wie möglich sein Self sufficient building nZEB PV im städtischen Bereich DACD / ISAAC / PV TAGUNG 2014 Hintergrund • Trotz all diesen Bemühungen, PV-Energie-Systeme in städtischen Gebieten und vor allem am Gebäude einzusetzen, scheuen viele Architekten und Planer BiPV System zu nutzen. • Weshalb ? • Was fehlt noch um die Verbreitung von Photovoltaik auf unseren Gebäuden zu steigern? 11/04/2014 4 DACD / ISAAC / PV TAGUNG 2014 5 Hintergrund: IEA Task 41-Internationale Umfrage unter Architekten Wie oft verwenden Ihre Projekten Solar Energie? Immer 11/04/2014 Oft Manchmal Selten Nie DACD / ISAAC / PV TAGUNG 2014 6 Hintergrund: IEA Task 41-Internationale Umfrage unter Architekten Begrenzungen Strategien und Begrenzungen für die Verbreitung von BIPV und BIST-Systemen Strategien Strategien Informationen Kosten Erkenntnis Prozess Interesse Mehr Info: http://task41.iea-shc.org/publications 11/04/2014 Produktverf ügbarkeit DACD / ISAAC / PV TAGUNG 2014 Hintergrund • Ein Grund dafür ist, dass immer noch BIPV mit konventionellen PVSystemen verglichen werden: – – – – – – – preisgünstig sehr hohe Energieproduktion einfach zu installieren Standardgröße (kein Gebäude) Leicht zu tragen (aber zerbrechlich) Alles gleiches Industrielle Massenproduktion • und nicht mit anderen Bauprodukten: – nicht immer billig – sie produzieren keine Energie (Strom) – nicht immer einfach zu Planen 11/04/2014 7 DACD / ISAAC / PV TAGUNG 2014 PV: “Konventionelles Module” Das PV-Modul ist Teil des Photovoltaik-Feld • Weltweit Produkt: das gleiche in der Schweiz, Italien, USA oder in China dekontextualisierte, Allgemeine Material "Standard-Module", hohe Effizienz Niedrige Kosten Return of Investment ist wichtig Kein Spaß für Architekten 11/04/2014 8 DACD / ISAAC / PV TAGUNG 2014 PV: “Konventionelles Module” Das PV Modul ist auf einem Gebäudedach hinzugefügt: BAPV Das PV-Modul ist Teil des Photovoltaik-Feld OR Der Monteur ist der Hauptakteur (keine Architektur) 9 DACD / ISAAC / PV TAGUNG 2014 10 BiPV= Building integrated Photovoltaic (Gebäude integrierte PV Anlage) • PV-Unternehmen haben damit begonnen, ein „neuen“ Typen von Produkten für die Gebäudeintegration anzubieten: spezifisch für Dächer oder Fassaden • Oft angepasste "Standard"-Module Das Befestigungssystem wird sehr wichtig BiPV=Building integrated (enthalten) Photovoltaic • Nicht mehr ein Universalprodukt Jedes Land hat seine eigenen Regeln!!! Edifico FONTE: Chiasso, Pramac Gasser Geb. 11/04/2014 FONTE: Pramac DACD / ISAAC / PV TAGUNG 2014 PV als Baumaterial macht alles komplizierter • • Wir müssen PV-Module mit Fassade oder Dachelemente vergleichen und nicht nur BIPV-Modul 1 mit BIPV-Modul 2 Das PV-Modul ist nicht mehr nur für die Stromproduktion gedacht, sondern „dient" als Bauteil. – – – – – – 11/04/2014 Fassade: warm oder kalt Dach Fenster Der Zwickel (?) Dachfenster … und viel mehr 11 DACD / ISAAC / PV TAGUNG 2014 12 Rahmenbedingungen durch heutige Normen International Electrotechnical Commission • IEC 61646: Thin-film terrestrial photovoltaic (PV) modules, Design qualification and type approval • IEC 61215: Crystalline silicon terrestrial photovoltaic (PV) modules, Design qualification and type approval • IEC 61730: Photovoltaic module safety qualification • ... • Module System and Safety Test (Ageing, Mechanical performance of System,...) 11/04/2014 • Low Voltage Directive (LVD) • Electromagnetic Compatibility Directive (EMCD) CE -Zeichen für Bauprodukte • Construction Products Directive (CPD) • Energy Performance of Buildings Directive (EPBD) • Mechanische Beständigkeit. • Sicherheit im Brandfall. • Hygiene, Gesundheit und Umwelt. • Nutzungssicherheit. • Lärmschutz. • Energieeinsparung und Wärmeschutz. • Sustainability DACD / ISAAC / PV TAGUNG 2014 13 BiPV : “Integration“ von PV-Modulen in Gebäude Photovoltaic Technology Building Turm zu Babel 11/04/2014 DACD / ISAAC / PV TAGUNG 2014 14 BiPV : making a building component multifunctional (active) Photovoltaic Technology 11/04/2014 Building DACD / ISAAC / PV TAGUNG 2014 PV als Baumaterial: prEN 50583 Nach 4 Jahren Diskussion und verschiedenen Änderungen ist der neue BIPV Standard geschrieben und für Abstimmung verteilt: prEN 50583 Photovoltaics in buildings (CLC/TC 82) • • Ein harmonisierter Standard für BIPV Module (part I) Ein Standard für BIPV Systeme (part II) 11/04/2014 15 DACD / ISAAC / PV TAGUNG 2014 16 PV als Baumaterial: prEN 50583 In Prinzip zwei PV Familien: • Mit Glas und ohne Glas PV Modulen mit Glas sind in fünf Kategorien eingeteilt (Verbundsicherheitsglas EN 14449): 1. 2. 3. 4. 5. Schrägdach Element nicht zugänglich Schrägdach Element zugänglich Fassade Element nicht zugänglich 5 Fassade Element zugänglich Außenkomponenten (Sonnenschutz, Brüstung) 1 2 4 3 11/04/2014 DACD / ISAAC / PV TAGUNG 2014 PV als Baumaterial: prEN 50583 Teil 1 beschreibt die Anforderungen an das Moduldesign und der Leistung auf Grund der sieben Construction Product Directive (CPD) oder Bauproduktegesetz (BauPG), die zusätzlich zu den LVD und elektrischen Anforderungen gelten: 1. Mechanischer Festigkeit und Standsicherheit; 2. Sicherheit im Brandfall (Brandschutz). 3. Hygiene, Gesundheit und Umweltschutz; 4. Nutzungssicherheit. 5. Schallschutz. 6. Energieeinsparung und Wärmeschutz. 7. Sustainability 11/04/2014 17 DACD / ISAAC / PV TAGUNG 2014 PV als Baumaterial: prEN 50583 Teil 2 beschreibt die Anforderung in der Nutzung und Leistung der Module in einem gegebenen System-Design. Zum Beispiel: • Windfestigkeit • Schneelast Widerstand der Struktur. 11/04/2014 Mechanische Prüfungen an der Swiss PV Module Test Centre 18 DACD / ISAAC / PV TAGUNG 2014 PV als Baumaterial: prEN 50583 Teil 2 beschreibt die Anforderung in der Nutzung und Leistung der Module in einem gegebenen System-Design. Zum Beispiel: • 11/04/2014 Temperatur Koeffizient und Wärmeschutz (post-brackage at 65°) Thermische Prüfungen an der Swiss PV Module Test Centre 19 DACD / ISAAC / PV TAGUNG 2014 PV als Baumaterial: prEN 50583 Teil 2 beschreibt die Anforderung in der Nutzung und Leistung der Module in einem gegebenen System-Design. Zum Beispiel: • 11/04/2014 Wasserdichtigkeit des Systems (CEN/TR 15601) Wasserdichtigkeit Test am Swiss PV Module Test Centre 20 DACD / ISAAC / PV TAGUNG 2014 21 Fazit: von BIPV zum multifunktionales Bauelement • BIPV-Module müssen elektronische und gebäudespezifische Anforderungen erfüllen • Die Anforderungen für die Anwendung der PV in Gebäuden müssen standardisiert werden (prEN 50583 Tail1 und Tail 2) • Gebäude-, Fassaden- und Dachhersteller müssen ihr know-how in die PV-Industrie einbringen • Spezielle Tests sind notwendig (Mechanik, Thermik, Sicherheit, Wasser,…). • Es ist wichtig, daran zu erinnern, dass die Anforderungen an das BIPV-System nicht nur die Energieerzeugung betreffen, sondern auch verschiedene andere Funktionen des Gebäudes umfassen (Wärmeschutz, Sonnenschutz,…). 11/04/2014 DACD / ISAAC / PV TAGUNG 2014 22 Fazit: neue Definition von “Integrierte PV Anlagen” Gemäß Anhang 1.2 Ziffer 2.3 der EnV gelten PV-Anlagen als „integriert“, wenn sie in Bauten integriert sind und neben der Stromproduktion zusätzlich dem Wetterschutz, dem Wärmeschutz oder der Absturzsicherung dienen. Die Doppelfunktion ist wie folgt zu verstehen: Wird das integrierte PV-Modul abmontiert, ist die ursprüngliche Funktion der Konstruktion nicht mehr erfüllt, so dass ein Ersatz zwingend erforderlich ist. • Die zulässigen Doppelfunktionen werden in den Richtlinie «Gebäudeintegrierte Photovoltaikanlagen» detailliert beschriebt 11/04/2014 DACD / ISAAC / PV TAGUNG 2014 23 We support you with quality [email protected] www.supsi.ch/isaac 11/04/2014 www.bipv.ch [email protected]
