Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE entwickelt und testet solarthermische Fassadenelemente im aktuellen Projekt TABSOLAR III gemeinsam mit Industriepartnern und zeigt einen Demonstrator. Die Elemente sind neuartige solarthermische Komponenten aus Ultrahochleistungsbeton (UHPC), die als verglaste oder unverglaste Fassadenbekleidungselemente architektonisch gestaltet werden können. Die Elemente sind von Kanälen durchzogen, durch die eine Solarflüssigkeit fließt, die Wärme durch Sonneneinstrahlung oder aus der Umgebung aufnimmt. Über einen Wärmetauscher wird diese an den Wärmepumpenkreislauf abgegeben.
Das Design der Kanalstrukturen beruht auf dem vom Fraunhofer ISE entwickelten bionischen FracTherm-Verfahren. Bionisch deshalb, weil sich die Forschenden bei den mehrfach verzweigten fraktale Strukturen von Beispiel wie Blutbahnen oder Blättern haben inspirieren lassen. Beliebige Formen können mit einem gleichmäßig durchströmten Kanalnetzwerk versehen werden. Gleichzeitig haben sie den technischen Vorteil, dass sie zu einer gleichmäßigen Durchströmung bei geringem Energieaufwand für die Pumpe führen.
Als Niedertemperatur-Wärmequellen für Wärmepumpen können die durchströmbaren Fassadenelemente eine Alternative zu Außenlufteinheiten von Luft-Wasser-Wärmepumpen darstellen. „Unseren Simulationen zufolge können die verfügbaren Fassadenflächen bei Neubauten oder sanierten Bestandsgebäuden für diesen Zweck ausreichen“, erklärt Michael Hermann, Koordinator des Verbundforschungsprojekts TABSOLAR III und Projektleiter am Fraunhofer ISE.
Die unverglaste Variante ist als Wärmepumpen-Quelle, für die Trinkwarmwasservorerwärmung oder für Schwimmbäder vorgesehen und kann ähnlich wie marktverfügbare Fassadenelementen aus UHPC durch Strukturierung und/oder Farbe gestaltet werden. Die verglasten und mit spektralselektiven Schichten versehenen Elemente sind ähnlich wie klassische Solarthermie-Kollektoren für die Trinkwassererwärmung und die Heizungsunterstützung vorgesehen, da sie höhere Temperaturen erreichen.
Die vorgefertigten Fassadenelemente werden derzeit für vorgehängte hinterlüftete Fassaden (VHF) entwickelt, sind perspektivisch jedoch auch in Wärmedämmverbundsystemen oder Sandwichwandaufbauten vorstellbar. Im Gebäudeinnern könnten die Elemente als thermoaktive Bauteilsysteme auch in Ergänzung mit einer klassischen Betonkernaktivierung, für die Heizung oder Kühlung zum Einsatz kommen. Im Projekt wird der Einsatz der neuen Fassadenelemente von der Vorplanung über Planung, Fertigung und Montage bis zum Betrieb unter Einbeziehung der beteiligten Gewerke getestet.
Marcus Walter
Für bauwerkintegrierte Photovoltaik, die Dach- und Fassadenteile ersetzt, sind farbige PV-Module eine attraktive Alternative zu den klassischen schwarz-blauen Solaranlagen. Bisher musste man dafür erhebliche Einbußen beim Wirkungsgrad in Kauf nehmen. Nun gibt es eine Alternative auf dem PV-Markt, bei denen die farbigen PV-Module, verglichen mit einem unbeschichteten, weiterhin mindestens 90 Prozent des Stroms produzieren: Der Schweizer Modulbauer Megasol Energie AG lizensiert die vom Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE entwickelte, MorphoColor-Farbtechnologie für seine Solarmodule, die ebenfalls auf der Messe zu sehen sind. Quelle: Fraunhofer ISE / pgl
