Tabsolar: Fassade liefert Solarthermie für Wärmepumpen

Ein von Kanälen durchzogenen Fassaden-Bauelement, das Solarenergie nutzt.Foto: G.tecz Engineering GmbH
Rückseite eines Tabsolar-Elementes
Das Fraunhofer ISE hat Fassadenelemente entwickelt, die solarthermische Wärme einfangen. Diese Niedertemperatur-Wärmequelle soll Wärmepumpen versorgen.

Das Fraunhofer ISE verfolgt ein Projekt, bei dem Elemente der Fassade Solarthermie als Wärmequelle für Wärmepumpen nutzen. Wie das Institut mitteilte, geht es dabei um so genannte TABSOLAR®-Elemente. Dies seien neuartige solarthermische Komponenten aus Ultrahochleistungsbeton (UHPC), die als verglaste oder unverglaste Fassadenbekleidungselemente dienen. Sie ließen sich ferner architektonisch gestalten. Die Elemente seien von Kanälen durchzogen, durch die ein Solarfluid fließe, welches die Wärme durch Sonneneinstrahlung oder aus der Umgebung aufnehme. Ein Wärmetauscher gebe die Energie an den Wärmepumpenkreislauf ab.

Das Design der Kanalstrukturen beruhe ferner auf dem vom Fraunhofer ISE entwickelten bionischen FracTherm®-Verfahren. Dabei handele es sich um mehrfach verzweigte, »fraktale« Strukturen, wie zu Beispiel bei Blutbahnen oder in Blättern. Damit ließen sich nahezu beliebige Formen mit einem gleichmäßig durchströmten Kanalnetzwerk versehen. Gleichzeitig haben sie den technischen Vorteil, dass sie zu einer gleichmäßigen Durchströmung bei geringem Energieaufwand für die Pumpe führen. Zum Einsatz käme bei der Fertigung der Elemente ein innovatives Membran-Vakuumtiefziehverfahrens. Dessen Weiterentwicklung stehe im Fokus des Forschungsprojekts Tabsolar III mit zahlreichen Industrie- und Forschungspartnern.

Als Niedertemperatur-Wärmequellen für Wärmepumpen können die durchströmbaren Fassadenelemente zudem eine geräuschlose, optisch ansprechende 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 Dr.-Ing. Michael Hermann, Koordinator des Verbundforschungsprojekts Tabsolar III und Projektleiter am Fraunhofer ISE.

Die unverglaste Variante sei ferner als Wärmepumpen-Quelle, für die Trinkwarmwasservorerwärmung oder für Schwimmbäder vorgesehen. Die verglasten und mit spektralselektiven Schichten versehenen Elemente der Produktfamilie TABSOLAR® Premium seien ähnlich wie klassische Solarthermie-Kollektoren für die Trinkwassererwärmung und die Heizungsunterstützung vorgesehen, da sie höhere Temperaturen erreichten.

Die vorgefertigten Fassadenelemente werden derzeit für vorgehängte hinterlüftete Fassaden (VHF) entwickelt, sind perspektivisch jedoch auch in Wärmedämmverbundsystemen oder Sandwichwandaufbauten vorstellbar. Im Gebäudeinnern sollen die Elemente in der Produktfamilie TABSOLAR® Heat & Cool als thermoaktive Bauteilsysteme (TABS), auch in Ergänzung mit einer klassischen Betonkernaktivierung, für die Heizung oder Kühlung zum Einsatz kommen.

14.4.2023 | Quelle: Fraunhofer ISE | solarserver.de © Solarthemen Media GmbH

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