Energie aus der Gebäudehülle gewinnen mit multifunktionalen Solarflächen

Energie aus der Gebäudehülle: Forschungsteam stellt Projekt „Sun Skins“ auf der Messe BAU München 2023 vor

Wie können Fassadenflächen zur Solarenergiegewinnung beitragen und zugleich ansprechend gestaltet sein? „Bis 2050 soll der Gebäudebestand in Deutschland klimaneutral sein, der Energiebedarf soll wesentlich aus standortnahen erneuerbaren Energien wie Solarenergie gedeckt werden. Wie dies im Leichtbau mittels organischer Photovoltaikelemente für die Gebäudehülle gelingen kann, untersuchen wir in unserem gemeinsamen Forschungsvorhaben ,Sun Skins‘“, erklärt Projektleiter Prof. Dr.-Ing. Timo Carl, Professor für digitales Entwerfen und Konstruieren [dEK] an der Frankfurt University of Applied Sciences (Frankfurt UAS). Energie aus der Gebäudehülle kann eine wichtige Rolle bei der Dekarbonisierung spielen.

Erste Ergebnisse präsentiert das Forschungsteam auf der internationalen Baufachmesse BAU, die bis 22. April 2023 in München stattfindet, auf dem Stand der Zukunft Bau Forschungsförderung. Die Frankfurt UAS führt das Projekt federführend mit der Technischen Hochschule Ostwestfalen-Lippe, der Kunsthochschule Kassel und zwei Industriepartnern durch.

OPV sind flexibler und anpassungsfähiger

„Organische Solarzellen (OPV) sind gegenüber siliziumbasierten Photovoltaikzellen flexibler und anpassungsfähiger. Sie sind leicht, biegbar, teiltransparent, farblich gestaltbar und unempfindlicher gegenüber der Ausrichtung zur Sonne, Teilverschattungen und Temperaturschwankungen. OPV ist daher im Bereich der gebäudeintegrierten Photovoltaik (GiPV) ökologisch und ökonomisch eine Alternative zu siliziumbasierten Photovoltaik-Zellen“, erläutert Carl. „Wir können den Anteil gebäudeintegrierter Photovoltaik signifikant erhöhen, wenn es gelingt, ästhetisch innovative Trägersysteme zu entwickeln, die intelligent auf unterschiedliche architektonische Randbedingungen adaptiert werden können. Hierzu liefert unsere Forschungsarbeit einen Beitrag.“

Prototyp wird auf der Messe vorgestellt

Im Mittelpunkt des Projekts steht die Entwicklung von dreidimensionalen, solaren Leichtbaupaneelen: Organische Photovoltaikelemente werden dazu zwischen zwei dünne thermoplastisch umgeformte Folien aus Polycarbonat integriert. Dieses Verbundbauteil lässt sich im Entwurf mit Hilfe eines eigens entwickelten digitalen Planungstools in Form, Farbe und Transparenzgrad variieren und somit an verschiedene Einbausituationen anpassen. Den Prototyp des Leichtbauträgersystems aus Polycarbonat als Demonstrator für die gestalterische Qualität und geometrische Flexibilität stellt das Forschungsteam auf der Messe vor.

Das Projekt läuft noch bis Juli 2023. Es wird vom Bundesinstitut für Bau-, Stadt- und Raumforschung (BBSR) im Bundesamt für Bauwesen und Raumordnung (BBR) gefördert.

Kontakt: Frankfurt University of Applied Sciences, Fachbereich 1: Architektur • Bauingenieurwesen • Geomatik, Prof. Dr. Timo Carl, Telefon: +49 69 1533-3659, E-Mail: timo.carl@fb1.fra-uas.de

Informationen zum Bereich Nachhaltiger Leichtbau und zur Forschungsgruppe ReSULT (Research Lab for Sustainable, Lightweight Building Technologies) unter www.frankfurt-university.de/result; mehr zu den Lehrprojekten von Prof. Dr. Carl unter www.frankfurt-university.de/?id=9944

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