Theoretische Untersuchung und Projektierung einer Solarfassade

Diplomarbeit , 1995 , 77 Seiten , Note: 1,4

Elektrotechnik

Die deutschen Stromversorger wollen erneuerbare Energien langfristig zur vierten Säule des Energiesystems im Mix mit fossilen Brennstoffen, Kernenergie und rationeller Energieverwendung entwickeln. Dies ist aus Gründen des Umweltschutzes und der Ressourcenschonung geboten. Das Fundament für die „vierte Säule“ scheint schon gelegt, wie aus einer neuerlichen Umfrage der Vereinigung Deutscher Elektrizitätswerke (VDEW / Frankfurt/M.) hervorgeht. Danach haben die Stromversorger voriges Jahr mit 18,7 Mrd. kWh bereits 7 % mehr Strom aus Wasserkraft, Biomasse, Müll, Wind und Solarstrahlung gewonnen als 1992. Auch die Einspeisung aus Anlagen Dritter nahm um gut 70 % zu. Insgesamt haben erneuerbare Energien 1994 etwa 4,7 % des Stromverbrauchs aus dem öffentlichen Versorgungsnetz gedeckt - gegenüber 4,3 % zwei Jahre zuvor. Wie die Stromversorger neue Techniken erproben, um sie wirtschaftlich zu machen, zeigt eine Reihe von Beispielen auf: die Beteiligung am 1-MW-Photovoltaik-Kraftwerk im spanischen Toledo und die Solarsiedlung in Essen (RWE) oder die Kombination einer Photovoltaik- und einer Windkraftanlage mit einem Pumpspeicher-Kraftwerk (HEW) sowie mehrere Photovoltaik-Fassaden an Gebäuden von Versorgungsunternehmen unterschiedlicher Größe. Gerade dieser zuletzt genannten Anwendungsform widmet sich diese Diplomarbeit, da in ihr noch riesige Potentiale (auch im Zusammenhang mit den geplanten Modernisierungsarbeiten am Weinhold-Bau) liegen, um die solare Energieproduktion zu steigern, Gebäude technisch und optisch aufzuwerten und wertvolle Flächenpotentiale für die solare Stromerzeugung direkt am Verbraucher zu nutzen.

Die Sonnenenergie ist die Energiequelle der Zukunft. Sie ist unerschöpflich, umweltfreundlich und ästhetisch gestaltbar in Form von Photovoltaik. Diese Zukunftsenergie trägt die Photovoltaik in sich, so daß sich Umweltschutz, Hochtechnologie und Zukunftsorientierung in ihr symbolisch vereinen.

Inhaltsverzeichnis

• Einleitung
• Solar-Strom-Versorgungssysteme
  • Anforderungen an Photovoltaik-Anlagen
  • Arten von Photovoltaik-Anlagen
    • Autonome Solarstrom-Systeme
    • Netzgekoppelte Anlagen
    • Einsetzbare PV- Materialien
• Netzgekoppelte Anlagen
  • Prinzip von netzgekoppelten Anlagen
  • Struktur und Aufbau von netzgekoppelten Anlagen
  • Einsetzbare Wechselrichterarten
• Energie, Strahlung, Stromproduktion, -verbrauch
  • Das Energieangebot der Sonne
  • Bedarf in öffentlichen Gebäuden
  • Bedarf in Haushalten
  • Dimensionierung von netzgekoppelten PV-Anlagen
• Photovoltaik in der Architektur
  • Farben und Maße von PV-Modulen
  • Neigung und Orientierung an Fassaden
  • Einspeisevorschriften der EVU
• Aufgliederung/Optimierung der Funktions-Montage-Gruppen
  • Verschaltung der PV-Module
  • Wechselrichterkonzepte
  • Varianten der Netzeinspeisung
• Errichtung, Installation von PV-Anlagen
  • Elektroinstallation / Blitzschutz
  • Montage der PV-Module
    • Sonnenschutzmarkisen
    • Kaltfassade
    • Warmfassade
  • Wanung / Reparatur
• Kosten, Wirtschaftlichkeit, Förderungen, Perspektiven
  • Kosten
  • Wirtschaftlichkeit
  • Okologie
  • Förderungen
  • Einspeisevergütungen
• Möglichkeiten an der Universität Chemnitz
• Architektonische Ansätze zur Gebäudehüllengestaltung
• Zusammenfassung
• Thesen
• Literaturverzeichnis

Zielsetzung und Themenschwerpunkte

Die Diplomarbeit von Tim Wenger untersucht theoretisch und projektiert eine Solarfassade. Die Arbeit zielt darauf ab, die Möglichkeiten der Solarenergiegewinnung an Gebäuden zu erforschen und ein Konzept für eine Solarfassade am Weinhold-Bau der Technischen Universität Chemnitz-Zwickau zu entwickeln.

• Photovoltaik-Anlagen und deren Funktionsweise
• Integration von Solarzellen in die Architektur
• Wirtschaftlichkeit und Ökologie von Solarfassaden
• Projektierung einer Solarfassade am Weinhold-Bau
• Anforderungen an die Elektroinstallation und den Blitzschutz

Zusammenfassung der Kapitel

Die Einleitung führt in das Thema ein und erläutert die Bedeutung der erneuerbaren Energien, insbesondere der Solarenergie, im Kontext des Umweltschutzes und der Ressourcenschonung. Das zweite Kapitel befasst sich mit Solarstrom-Versorgungssystemen, wobei die Anforderungen an Photovoltaik-Anlagen, die verschiedenen Arten von Anlagen sowie die einsetzbaren PV-Materialien vorgestellt werden.

Das dritte Kapitel konzentriert sich auf netzgekoppelte Anlagen, deren Prinzip, Struktur und Aufbau sowie die einsetzbaren Wechselrichterarten beschrieben werden. Das vierte Kapitel behandelt das Energieangebot der Sonne, den Bedarf an Elektroenergie in öffentlichen Gebäuden und Haushalten sowie die Dimensionierung von netzgekoppelten PV-Anlagen.

Im fünften Kapitel wird die Integration von Photovoltaik in die Architektur beleuchtet, wobei die Farben und Maße von PV-Modulen, die Neigung und Orientierung an Fassaden sowie die Einspeisevorschriften der EVU betrachtet werden. Das sechste Kapitel beschäftigt sich mit der Aufgliederung und Optimierung der Funktions-Montage-Gruppen, wobei die Verschaltung der PV-Module, die Wechselrichterkonzepte und die Varianten der Netzeinspeisung im Detail behandelt werden.

Das siebte Kapitel erläutert die Errichtung und Installation von PV-Anlagen, wobei die Elektroinstallation, der Blitzschutz sowie die verschiedenen Montagearten von PV-Modulen (Sonnenschutzmarkisen, Kaltfassade, Warmfassade) vorgestellt werden. Das achte Kapitel befasst sich mit den Kosten, der Wirtschaftlichkeit, den Förderungen und den Perspektiven der Photovoltaik.

Das neunte Kapitel untersucht die Möglichkeiten der Installation einer Photovoltaik-Anlage am Weinhold-Bau der Technischen Universität Chemnitz-Zwickau. Das zehnte Kapitel präsentiert architektonische Ansätze zur Gestaltung der Gebäudehülle.

Schlüsselwörter

Die Schlüsselwörter und Schwerpunktthemen des Textes umfassen die Solarfassade, Photovoltaik, Solarenergie, erneuerbare Energien, Energiegewinnung, Gebäudeintegration, Architektur, Wirtschaftlichkeit, Ökologie, Elektroinstallation, Blitzschutz, Montage, Projektierung, Weinhold-Bau, Technische Universität Chemnitz-Zwickau.

• Hochschule: Technische Universität Chemnitz
• Note: 1,4
• Autor: Tim Wenger (Autor:in)
• Erscheinungsjahr: 1995
• Seiten: 77
• Katalognummer: V55709
• ISBN (eBook): 9783638505956
• ISBN (Buch): 9783638709262
• Sprache: Deutsch
• Schlagworte: Theoretische, Untersuchung, Projektierung, Solarfassade