Innovative Fassade aus Photovoltaik-Lamellen erzeugt Strom und verschattet

Smart Green Tower ist ein Energiemanager

Im Smart Green Tower wird der Ertrag der Photovoltaikfassade durch ein Energiemanagement optimiert. © Frey Gruppe

Auf dem ehemaligen Güterbahnhof in Freiburg befindet sich ein 51 Meter hohe Wohn- und Geschäftshaus im Bau. Der Smart Green Tower erhält eine Gebäudehülle aus Photovoltaikmodulen. Je nach Solareinstrahlung wird über die Photovoltaikanlage mehr Energie erzeugt als direkt verbraucht werden kann. Um den überschüssigen Strom zu nutzen, setzen die Planer auf eine flexible interne Energiespeicherung mit Lithium-Ionen Batterien.

Die Photovoltaikfassade dient gleichzeitig zur Energieerzeugung und zur Verschattung. Die Projektpartner entwickeln hierzu eine multifunktionale Fassadenlösung mit integrierten Photovoltaik-Sonnenschutzlamellen. Spezielle Verschaltungskonzepte sollen auch bei einer Teilverschattung der Module für einen effizienten Betrieb sorgen. Die Fassadenkonstruktion mit den PV-Lamellen wird so auf die Wärme- und Kälteversorgung der dahinter liegenden Räume abgestimmt, dass ein optimaler thermischer und visueller Komfort erreicht wird.

Um Kosten bei der Fassadenkonstruktion zu sparen, wird eine Fassade in Leichtbauweise angestrebt. Damit soll gezeigt werden, dass das Ersetzen von Bauelementen das nachhaltige Bauen wirtschaftlich macht.

Ziel ist ein klimaneutrales Gebäude. Die Energieerzeugung der PV-Fassade des Hochhauses wird bei hoher Sonneneinstrahlung mehr Strom produzieren als direkt verbraucht werden kann. Aus diesem Grund ist eine flexible Energiespeicherung geplant. Diese soll die Fähigkeit besitzen, weitere regenerative Energieerzeuger und -nutzer zu integrieren. Der Smart Green Tower dient auf diese Weise als Energiemanager.

Der Lithium-Ionen-Speicher im Gebäude soll als Bindeglied zwischen dezentralen regenerativen Energieerzeugungsanlagen und dem Verteilnetz dienen. Wenn die Energienachfrage sehr hoch ist, kann Energie aus den Speichern des Smart Green Towers genutzt werden. Die Einspeisung der Energie aus der eigenen Batterie glättet so Lastspitzen. Das Versorgungsnetz wird entlastet und die Netzstabilität verbessert.

Vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie BMWi wird die wissenschaftliche Begleitung im Rahmen der Förderinitiative "Solares Bauen" gefördert. Ziel ist die deutschlandweite Multiplikation des ganzheitlichen, energieeffizienten Konzepts. Im Sinne eines lebenden Labors begleitet das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE den Bau wissenschaftlich. So können einzelne Technologie-Stränge und Steuerungsalgorithmen ausgetauscht werden, um neue Hard- und Software im Realbetrieb zu erproben. Auch Energieeffizienzmaßnahmen und die Netzdienlichkeit des Gebäudes werden praxisnah getestet. So soll das  Gebäude jährlich eine viertel Million Kilowattstunden Solarstrom erzeugen und bis zu 160 Tonnen Kohlendioxid sparen.

Ergänzt wird das Konzept durch eine Aquaponikanlage: Die Abwärme der Großbatterie heizt ein Wasserbecken in einem Gewächshaus, das von Menschen mit Handicap bewirtschaftet werden soll. Die Aufzucht von Speisefischen und der Anbau der Nutzpflanzen sind dabei in einem geschlossenen Wasser- und Nährstoffkreislauf miteinander verbunden.

Auf Basis des interdisziplinären Ansatzes wird der Smart Green Tower als Verbundvorhaben von der Frey Architektengruppe, Siemens, dem Batterieherstellers Ads-tec, dem Photovoltaikhersteller SI Module und dem Energieversorger Badenova zusammen mit dem Fraunhofer ISE realisiert. Quelle: Energiewendebauen / Fraunhofer ISI / sue

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