Solaranlagen und Produkte der Vormonate:

Licht, Wärme und Strom:
Solarglas SG-1 verbindet Photovoltaik, Solarthermie und Lichtlenkung

Mit dem "Energiedach" präsentiert die Plauener Solarpower GmbH das innovative Konzept eines Kombi-Kollektors, der zudem gute Dienste bei der Klimatisierung und Beleuchtung von Produktionsstätten, Wohn- und Bürogebäuden leisten kann.

Elektrisch-thermisches Solarmodul
für Dach, Wintergarten und Fassade

Bisher wird Sonnenenergie mit drei verschiedenen Bauteilen genutzt: Ein thermischer Kollektor wandelt die Strahlungsenergie in Wärme für Brauchwasser und Heizung um; Photovoltaik-Module produzieren elektrischen Strom; Fenster, Glasfassaden oder -dächer sorgen für die Beleuchtung.

Mit einer Neuentwicklung der Solarpower GmbH soll das anders werden: Das Solarglas SG-1 erfüllt alle drei Funktionen mit einem einzigen Bauelement. Eine flache Fresnel-Linse aus Glas bündelt und konzentriert das direkte Licht 10-fach, während die diffuse Sonnenstrahlung ungehindert passieren kann. Auf diese Weise können Räume mit angenehmem, blendfreiem Licht beleuchtet und sogar temperiert werden.

Foto: SG-1.
Solarpower GmbH

Solarglas


Der Großteil des Sonnenlichts wird indessen konzentriert und zu einem Energiewandler gelenkt. Das kann sowohl ein Photovoltaikmodul als auch ein thermischer Kollektor, oder eine Kombination von beidem sein. Diese Lösung spart Platz und Kosten. Außerdem kann das Solarglas vielseitig und ästhetisch in Wohngebäude und Industriebauten integriert werden. Das Konzept der Solarpower GmbH sieht den stufenweisen Ausbau des Systems vom Energiebedarf eines Privathaushalts bis zu großen Solarkraftwerken vor.

Als Vorbild diente, wie bei vielen innovativen Technologien, die Natur. Auch sie nutzt die Sonne multifunktional. Dadurch inspiriert, verwirklichten die Erfinder und Entwickler des Sonnenglases eine sparsame und intelligente Lösung, welche Ökonomie und Ökologie in Einklang bringen soll: Die gläserne Kollektorfläche ersetzt auch die Dacheindeckung und liefert gleichzeitig Tageslicht.

Skizze: Solarglas SG1, Energiewandler Cool Photon+,
Solarpower GmbH

Solarglas SG1, Cool Photon+

Solarglas SG-1 ist als Dachsystem, für Wintergärten und für Fassaden geeignet. Für Gebäudefronten sind spezielle Linsensysteme geplant, die den Architekten modulare Lösungen nahezu jeder Größe erlauben. Zudem erfüllten Solarglasfassaden nach Angaben des Herstellers alle bautechnischen Vorschriften, einschließlich der Anforderungen der Wärmeschutzverordnung. Besonders interessant ist das Solarglas im Sommer als Hülle des Wintergartens: Indem es die direkte Sonnenstrahlung in warmes Wasser und Strom verwandelt, verhindert es die Überhitzung des Raumes und erspart Vorrichtungen zur aktiven Beschattung. Neben der blendfreien Temperierung des Wintergartens nennt die Solarpower GmbH einen weiteren Vorteil ihres Glases: Damit sich Menschen, Pflanzen und Tiere wohlfühlen, reduziert es die Ultraviolettstrahlung auf verträgliche Werte.


Die Technik: Lineare Fresnel-Linsen, elektronische Nachführung


Die wesentlichen Bestandteile des Kombi-Kollektors sind lineare Fresnel-Linsen. Die in mehreren Stufen aufgebauten, nach außen gewölbten Linsen zur Bündelung des Lichts bilden ein Rechteck aus Glas mit Längsrillen auf der Unterseite. Diese speziell berechneten und geformten Rillen konzentrieren direktes Licht, das auf die Oberfläche fällt, auf eine Brennlinie unter den Linsen. Dort ist die Strahlung rund zehnmal höher als auf der Oberfläche der Glasscheibe. Deshalb kann das System mit 10% der Absorberfläche eines herkömmlichen Kollektors die gleiche Energieausbeute liefern.

Der elektrisch-thermische Energiewandler Cool-Photon+ wird dem Sonnenstand über ein elektronisches Regel- und Steuerungssystem nachgeführt. Diese Nachführung verändert langsam und kontinuierlich die Lage des Absorberrahmens und fokussiert so die Brennlinie stets optimal. Impulse von Sonnensensoren erlauben es der Elektronik, den Verstellantrieb nach Richtung und Intensität der Signale zu steuern.

Foto: Solarpower GmbH

Energiewandler Coool Photon+ , Detailansicht


Solarzellen wandeln nur einen Teil des Sonnenlichts im Bereich von 300 bis 1000 Nanometern in Gleichstrom um. Das restliche Licht erwärmt die Zellen und senkt so den Wirkungsgrad der Module um bis zu 30 %. Aus diesem Grund verwenden die Entwickler des Sonnenglases einen elektrisch-thermischen Energiewandler, bei dem die lichtempfindliche Oberfläche des PV-Moduls von einer Flüssigkeit überströmt wird, die für die stromerzeugenden Wellenlängen durchlässig ist. Sie nimmt die auf den Solarzellen entstehende Restwärme auf und kühlt so die Zellen. Gleichzeitig absorbiert sie einen großen Teil jener Strahlung, die nicht für die Stromproduktion genutzt werden kann. Die so gewonnene Wärmeenergie wird über Plattenwärmetauscher an einen Warmwasserspeicher abgegeben und kann nach Auskunft des Herstellers den Bedarfs eines Haushaltes mit einem modernen Niedertemperaturheizsystem decken. Die über den Solarzellen zirkulierende Kühlflüssigkeit mit einer Temperatur von rund 40 Grad Celsius steigert den photovoltaischen Wirkungsgrad und trägt so zur hohen Stromausbeute bei.


Das Projekt: Solarfabrik mit Energie-Dach


Im großen Stil will die Solarpower GmbH das Solarglas als Dach einer Produktionshalle einsetzten. Als zentraler Bestandteil des von dem Architekten Thomas Lemberger aus Furth im Wald entworfenen Gebäudes, soll das Energiedach am Standort Plauen mit einer durchschnittlichen Sonneneinstrahlung von 1050 Kilowattstunden pro Quadratmeter und Jahr bei einer Dachfläche von 1320 Quadratmetern beachtliche Energiemengen liefern und den Einsatz von Fremdenergie senken: 166.320 Kilowattstunden (kWh) Solarstrom, 693.000 kWh Wärme und 264.000 kWh Lichtenergie errechnete der Hersteller. Bei Standardbedingungen (Einstrahlung von 1000 Watt pro m2 und Stunde) beziffert er den Quadratmeter-Ertrag von Solarglas SG-1 mit zirka 120 Watt Solarstrom, rund 500 Watt Sonnenwärme und etwa 200 Watt Lichtenergie.

Energiedach, Vogelperspektive
Das Energiedach aus der Vogelperspektive.
Grafik: Solarpower GmbH
Solarfabrik Plauen
In Plauen geplante Solarfabrik mit Logistikzentrum. Grafik: Solarpower GmbH


Betriebswirtschaftlich besonders interessant wird die Alternative Solarglas, wenn die direkt erzeugten Energiearten auf die Menge an konventionell produzierten Strom bezogen wird, die nötig wäre, um Wärme und Licht zu erzeugen: In diesem Fall belaufe sich das Stromeinsparungspotential bei einer angenommenen Lebensdauer des Energiedaches von 15 Jahren auf insgesamt 49.140 Kilowattstunden oder 3.276 kWh im Jahr.

Nach Abschluss der Serienentwicklung, mit dem die Solarpower GmbH im Frühjahr 2002 rechnet, will das Unternehmen sein Produkt, das jedem technischen und wirtschaftlichen Vergleich Stand halte, europaweit vermarkten: "Eine vergleichbar hohe Energieausnutzung eines regenerativen Energiesystems existiert unseres Wissens nach nicht!" betonte ein Sprecher gegenüber dem Solarserver. Den Bau des Energiedaches in Plauen nutzt die Solarpower GmbH als Großversuch für die erste Version des "SG-1" mit "Coolphoton+". Die Solarpower GmbH ist davon überzeugt, dass ihr Produkt auch bei wesentlich niedrigerer Vergütung für die Einspeisung von Solarstrom eindeutig wirtschaftlich und somit eine sinnvolle Investition ist. Beim Einsatz von PV-Modulen könnten die Investitionskosten beträchtlich gesenkt werden: Nach den ersten Berechnungen machten die kompletten Kosten des Daches einschließlich der Photovoltaik mit Solarglas nur 70% gegenüber den reinen Beschaffungskosten konventioneller Photovoltaikmodule aus.

Illustrationen und Material: Solarpower GmbH, Morgenbergstraße 19, 08525 Plauen, Tel: 09971 / 85750; Fax:09971 / 857575. www.s-o-l-a-r-p-o-w-e-r.de
Redaktion Solarserver: Rolf Hug

Einen weiteren Artikel zum Thema Solarfassade finden Sie im Solar-Magazin:
Bauen mit der Sonne: Solarfassade dämmt mit Licht.

Über transparente Photovoltaik-Module informieren wir in dem Beitrag:
Stromerzeugung mit Durchblick: Transparente POWER-Zellen für innovative Solar-Architektur.

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