Innovationsobjekt für
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Datum: 01.01.2014 Kömedia AG 9001 St. Gallen 071/ 226 92 92 www.kömedia.ch Medienart: Print Medientyp: Fachpresse Auflage: 8'000 Erscheinungsweise: jährlich Themen-Nr.: 520.7 Abo-Nr.: 1085939 Seite: 166 Fläche: 149'349 mm² Innovationsobjekt für die Fotovoltaik Die Umwelt Arena in Spreitenbach hat mit ihrer futuristischen Solar-Architektur für Aufsehen gesorgt. Das ambitionierte Objekt verblüfft nicht nur aus ästhetischen Gründen, sondern stellt auch manche Glaubensgrundsätze der PV-Planer auf den Kopf: Bei der gebäudeintegrierten Fotovoltaikanlage liefern nämlich selbst die nach Norden ausgerichteten Module noch 80 Prozent der Energie der nach Süden orientierten Module. Autoren I attraktiv Eric Langskiöld und Dorothee Braun wie das Beispiel Umwelt Arena eindrücklich zeigt. Zwei wesentliche Faktoren beeinflussen die Effizienz einer Fo- Zentrum für Nachhaltigkeit Die Umwelt Arena Spreitenbach versteht sich als Plattform für tovoltaikanlage (Abb. 1): den Wissensaustausch rund um das Thema Nachhaltigkeit: Das Einstrahlungseffizienz Gebäude beherbergt 45 interaktive Ausstellungen zum moder- Das Dach der Umwelt Arena Spreitenbach besteht aus 33 in nen, bewussten Leben sowie grosszügige Räume für Kon- jegliche Himmelsrichtungen orientierte Flächen. In einer ersten gresse, Events und Seminare. Das Thema Nachhaltigkeit steht Einschätzung erschienen die nach Norden gerichteten PV- auch beim Bauwerk selbst im Zentrum der Überlegungen. Das Module wegen eines zu geringen Wirkungsgrades als nicht Gebäude erfüllt den Minergie-P-Standard und produziert mehr empfehlenswert. Die genaue Berechnung der zu erwartenden als doppelt so viel Energie, als es selbst benötigt. Die verwen- Erträge zeigte jedoch ein ganz anderes Bild: Die Simulation deten Baumaterialien sind überwiegend nachwachsend (Holz) prognostizierte für die nach Süden orientierten Flächen einen oder aus Recyclingmaterial. Generell wurden Materialien wenn Ertrag von 90 Prozent im Vergleich zu einer «klassischen», in möglich naturbelassen und möglichst sparsam eingesetzt. Be- einem Winkel von 25° nach Süden aufgeständerten Anlage. Für reits die Baustelle wurde CO2-neutral betrieben. So fuhren zum die nach Norden ausgerichteten Flächen ergab sich immer noch Beispiel Lastwagen und Baumaschinen mit Kompogas, ge- ein Ertrag von 72 Prozent im Vergleich zu einer klassischen Anbrauchtem Speiseöl oder Biodiesel. lage. Das gesamte Dach der Umwelt Arena erreicht damit einen Der gestalterische Entwurf des Architekten Renö Schmid Flächenertrag von 82 Prozent. Diese erstaunlich hohen Werte setzt ganz auf Sportlichkeit und Dynamik. Für die Grundform sind durch die flachen Winkel im oberen Dachbereich und auf des Gebäudes orientierte sich das Architektenteam an ausge- eine gute Ausbeute beim Diffuslicht zurückzuführen, die bei breiteten Vogelflügeln und an aerodynamischen Auto- und der Umwelt Arena gut 50 Prozent des Ertrags ausmacht. Bootdesigns. Daraus entwickelte sich ein oktogonaler Grundriss, über den sich als Dach eine Flachkuppel aus PV-Modulen erhebt, die fast bis zum Boden reicht. Erst diese aussergewöhnliche Dachform ermöglichte die erstaunlich grosse Energieernte der Fotovoltaik-Anlage. (Planung, Baustelleneinrichtung, Bewilligungen, Anschlusskosten) und leistungsabhängige Kosten aufschlüsseln. Die leistungsabhängigen Kosten wachsen linear mit der Anzahl der Alte Grundsätze ausser Kraft gesetzt Lange Zeit galt in der Photovoltaik der Grundsatz, dass Module stets optimal nach Süden auszurichten sind nur dann erzielten die teuren Bauteile einen optimalen Wirkungsgrad. Doch mit sinkenden Modulkosten werden neue Lösungen wirtschaftlich Medienbeobachtung Medienanalyse Informationsmanagement Sprachdienstleistungen Flächeneffizienz Die Kosten für eine Fotovoltaik-Anlage lassen sich in Fixkosten Module und damit der installierten Leistung. Je niedriger die Modulpreise, desto stärker fällt der Fixkostenanteil einer Anlage ins Gewicht und umso mehr lohnt es sich, eine grössere Anlage zu bauen, bei der nicht alle Module optimal nach Süden ausgerichtet sind. Damit eröffnen sich die Chancen für Ost-West ARGUS der Presse AG Rüdigerstrasse 15, Postfach, 8027 Zürich Tel. 044 388 82 00, Fax 044 388 82 01 www.argus.ch Argus Ref.: 52374110 Ausschnitt Seite: 1/5 Datum: 01.01.2014 Kömedia AG 9001 St. Gallen 071/ 226 92 92 www.kömedia.ch Medienart: Print Medientyp: Fachpresse Auflage: 8'000 Erscheinungsweise: jährlich Themen-Nr.: 520.7 Abo-Nr.: 1085939 Seite: 166 Fläche: 149'349 mm² ausgerichtete Anlagen ebenso wie für die sogar teilweise nach mehr als die doppelte Stromernte ein, nämlich 220 Prozent. Durch die Vergrösserung der Anlagenleistung um den Faktor 2.7 Norden orientierte Anlage auf der Umwelt Arena. Bei der Umwelt Arena führen mehrere Faktoren zu einer konnten die spezifischen Baukosten der Anlage (CHF pro kWp) grossen und rentablen PV-Fläche: Da die Module nicht aufge- stark gesenkt werden, da der Fixkostenblock auf eine grössere ständert werden, sind keine Verschattungsabstände wie bei Anlagenleistung verteilt werden konnte. Die nach Norden auseiner klassischen Anlage nötig - was einen Flächengewinn von gerichteten Module machen den tieferen Ertrag durch mehr 57 Prozent mit sich bringt. Das gewölbte Dach vergrössert die Fläche wirtschaftlich wieder wett. Starker Einfluss der diffusen Strahlung Fläche im Vergleich zu einem Flachdach nochmals um 16 Prozent. Damit steht auf der Umwelt Arena eine um den Faktor 2.7 grössere Fläche zur Verfügung als bei einer aufgeständerten PV-Anlage. Mit ihrem durchschnittlichen Ertrag von 82 Prozent einer optimal ausgerichteten Anlage fährt die Umwelt Arena Das Dach der Umwelt Arena ist in einer weiteren Hinsicht auf- schlussreich für PV-Planer: Durch seine in alle Himmelsrichtungen orientierten Module lassen sich die Berechnungen und Simulationen mit den tatsächlichen Messwerten abgleichen und daraus neue Erkenntnisse gewinnen. Prognostiziert war für den Die Umwelt Arena Spreitenbach (Kanton Aargau). Bei ihrer Energieernte spielt die diffuse Strahlung eine wichtige Rolle. Foto: Rene Dürr Medienbeobachtung Medienanalyse Informationsmanagement Sprachdienstleistungen ARGUS der Presse AG Rüdigerstrasse 15, Postfach, 8027 Zürich Tel. 044 388 82 00, Fax 044 388 82 01 www.argus.ch Argus Ref.: 52374110 Ausschnitt Seite: 2/5 Datum: 01.01.2014 Kömedia AG 9001 St. Gallen 071/ 226 92 92 www.kömedia.ch Medienart: Print Medientyp: Fachpresse Auflage: 8'000 Erscheinungsweise: jährlich Flächennutzung Themen-Nr.: 520.7 Abo-Nr.: 1085939 Seite: 166 Fläche: 149'349 mm² Wirkungsgrad Stromerzeugung 0V-Anlege aufgefaltet 270 % 80% 220 % Durch clas Autfachern der net 0V-Modulen belegten Rache auf den) maelach geimelden Dach. Im Vergleich zu aufgestellte, Modulen. erde s+ch bei einem genngeren Wekungsgred mit der prozentual grössenen Fläche eine 220 efege Ausbeule der Stromerzeugung auf de selben Grundnfehe. PV-An/age 11.203 232 % 0V-Anlege aufgeständert 100% 100% 100 Abbildung 1: Gegenüberstellung von Flächeneffizienz, Wirkungsgrad und Stromerzeugung bei der Umwelt Arena (oben) sowie bei einer optimal nach Süden ausgerichteten Anlage derselben Basisfläche. 1200 -0-1302 -6- C103 1000 -0,000 Dr -111-011 -6-012 013 -/-13//1 +- 013 0.17 000 0111 010 020 022 - 023 400 -6-021 020 022 .6 026 2oo 012 033 1.66.0.1 2 3 10 12 13 10 ei 17 18 12 21 22 23 Abbildung 2, Tagesprofil der Einstrahlung aller Dachflächen (D01-D33) am 25. Juni in W/m2 Monat März eine Stromproduktion von 35 570 kWh - im März 2013 wurde eine Produktion von 37 652 kWh gemessen. Die Anlage übertraf also die Erwartungen um 3 Prozent. Bei der Planung war man davon ausgegangen, dass der Ertrag der in unterschiedliche Himmelsrichtungen orientierten Module über den Tag ausgeglichener verteilt wäre als bei einer Medienbeobachtung Medienanalyse Informationsmanagement Sprachdienstleistungen ARGUS der Presse AG Rüdigerstrasse 15, Postfach, 8027 Zürich Tel. 044 388 82 00, Fax 044 388 82 01 www.argus.ch Argus Ref.: 52374110 Ausschnitt Seite: 3/5 Datum: 01.01.2014 Kömedia AG 9001 St. Gallen 071/ 226 92 92 www.kömedia.ch Medienart: Print Medientyp: Fachpresse Auflage: 8'000 Erscheinungsweise: jährlich Themen-Nr.: 520.7 Abo-Nr.: 1085939 Seite: 166 Fläche: 149'349 mm² reinen «Südanlage» mit Peaks in den Vormittags- («Ostmodu- eine weitere Funktion, die über die Stromproduktion hinausle»), Mittags- («Südmodule») und Nachmittagsstunden («West- geht: Sie werden zum Baumaterial und ersetzen andere Materi- module»). Die gemessenen Tageserträge ähneln jedoch eher alien. Auch das muss bei der wirtschaftlichen Bilanz einer derder solaren Energieeinstrahlung auf einer horizontalen Fläche artigen PV-Anlage berücksichtigt werden. (Abb. 2). Lediglich in den Wintermonaten schneidet die Anlage Im Fall der Umwelt Arena ersetzt die PV-Anlage das Dach. Desder Umwelt Arena besser ab, da sie die diffuse Himmelsstrah- halb mussten bei der Planung Anforderungen erfüllt werden, die lung besser nutzt. An bewölkten Tagen werden an den Nord- weit über die Stromlieferung hinausgehen: flächen dank der diffusen Strahlung sogar dieselben Einstrah- - Lawinenschutz: An den Übergängen zwischen flachen und lungswerte gemessen wie an den anderen Flächen. steilen Dachflächen mussten Schneefänger angebracht werden, die die Passanten vor Dachlawinen schützen. PV als prägendes Element der Architektur und als Baumaterial - Blitzschutz: Der Blitzschutz wurde in die Verbindungsbleche Bei der Umwelt Arena setzte der Architekt PV-Module als prä- zwischen den PV-Flächen integriert. gendes Element ein und erschuf so eine ganz eigene Solarar- - Begehbarkeit und Wartung des Daches: Das Dach ist flächenhaft mit PV-Modulen belegt. Für jede der 33 Dachflächen chitektur. Dies wurde bereits von mehreren Preisen wie dem Norman-Forster-Solar Award (2012) und dem Europäischen musste ein Zugang zu den einzelnen Modulen sichergestellt Solarpreis (2012) gewürdigt. Damit übernehmen PV-Module sein, damit Wartungs- oder Instandsetzungsarbeiten durch- 1 Die 33 Dachflächen der Umwelt Arena sind in alle Himmelsrichtungen orientiert. 2 Die PV-Module prägen die Architektur des Gebäudes. Medienbeobachtung Medienanalyse Informationsmanagement Sprachdienstleistungen ARGUS der Presse AG Rüdigerstrasse 15, Postfach, 8027 Zürich Tel. 044 388 82 00, Fax 044 388 82 01 www.argus.ch Argus Ref.: 52374110 Ausschnitt Seite: 4/5 Datum: 01.01.2014 Kömedia AG 9001 St. Gallen 071/ 226 92 92 www.kömedia.ch Medienart: Print Medientyp: Fachpresse Auflage: 8'000 Erscheinungsweise: jährlich Themen-Nr.: 520.7 Abo-Nr.: 1085939 Seite: 166 Fläche: 149'349 mm² geführt werden können. Für das gesamte Dach wurden sehr [email protected], www.baslerhofmann.ch hochwertige PV-Module ausgewählt, die betretbar sind. Die Fassadenkonstrukteur und Ausstellungspartner Spenglerbleche zwischen den Dachflächen können ebenfalls begangen werden. Am Dach wurde zudem eine feste Vorrichtung angebracht, an der Sicherheitsseile für die Service-Fach- kräfte befestigt werden können. Die besonders steilen Flächen können mit einer Arbeitsbühne erreicht werden. Fazit: Rechnen lohnt sich Nach Norden orientierte PV-Module scheinen auf den ersten Blick eine wenig sinnvolle Investition. Dank der aussergewöhnlichen Gebäudegeometrie lohnt sich bei der Umwelt Arena eine Fotovoltaik-Anlage, die sich nach allen Himmelsrichtungen ori- Für die Konstruktion der Gebäudehülle in kristalliner Form, bei der kaum ein Winkel 90 Grad beträgt, erstellte die Ernst Schweizer AG sage und schreibe 2500 Fertigungszeichnungen. Die meisten Fassadenteile sind Einzelanfertigungen, an eine Serienproduktion war nicht zu denken. Ein innovatives und ökologisches Projekt ganz im Sinne von Schweizer. Neben der Fassade ist Schweizer gleich dreimal präsent in der Umwelt Arena: in der Ausstellung Gebäudehülle mit Fenstern und Schiebetüren in Holz/Metall, wo Besucher den Unterschied zwischen herkömmlichen und hochisolierten Systemen spüren können; in der Ausstellung Sonnenenergie zu Solarthermie und Fotovoltaik; sowie auf dem begehbaren Dach, wo Sonnenkollektoren und ein Kombi-lndach-System zeigen, wie Sonnenenergie zur Wassererwärmung gewonnen und wie Strom erzeugt wird. entiert. Die deutlich gesunkenen Preise am PV-Markt führen Ernst Schweizer AG, Metallbau, Bahnhofplatz 11,8908 Hedingen Fon +41 (0)44 763 61 11, Fax +41 (0)44 763 61 19 dazu, dass die Flächeneffizienz einer Anlage den geringeren [email protected], www.schweizer-metallbau.ch Wirkungsgrad eines nach Osten, Westen oder gar Norden oriDaten und Fakten PV: entierten Moduls wettmachen kann. Fläche der PV-Anlage 5 300 m2 Um die Wirtschaftlichkeit einer Anlage zu ermitteln, sind alle Anzahl Module 5 500 Module, davon 1 000 Sonderanfertigungen Variablen einzurechnen: die Fixkosten der Anlage, die leistungs737 kWp Nennleistung abhängigen Anlagenkosten (Modulkosten), die Geometrie des Jahres-Stromproduktion prognostiziert 566 MWh/a Gebäudes (und damit die mögliche Energieernte) sowie die Wirkungsgrad der Anlage im Vergleich zu einer optimal 80 % nach Süden orientierten Anlage gleicher Fläche Kosten des Baumaterials, das durch die PV-Module ersetzt Anzahl Haushalte, die mit Strom versorgt werden könnten 160 wird. Für Photovoltaiker heisst das: Es lohnt sich, auch unge- (Verbrauch: 3 500 kWh/a) wöhnliche Expositionen zu rechnen. Kontakte Basler & Hofmann AG, Ingenieure, Planer und Berater Forchstrasse 395, 8032 Zürich Fon +41 (0)44 387 11 22, Fax +41 (0)44) 387 11 00 Medienbeobachtung Medienanalyse Informationsmanagement Sprachdienstleistungen Daten und Fakten Umwelt Arena: Grösse Geschosse Nutzfläche Baukosten Bauzeit 100 x 60 x 20 Meter 4 Obergeschosse, 3 Untergeschosse ARGUS der Presse AG Rüdigerstrasse 15, Postfach, 8027 Zürich Tel. 044 388 82 00, Fax 044 388 82 01 www.argus.ch 11000 m2 Ca. 45 Millionen CHF 2010-2012 Argus Ref.: 52374110 Ausschnitt Seite: 5/5
