Die Solarelemente werden so ausgerichtet, dass der Energieverbrauch im Gebäude in Kombination mit der Nutzung der Räume so gering wie möglich ist. © Arno Schlüter

Eine von Schweizer Forschern entwickelte flexible Solarfassade sorgt nicht nur für mehr Komfort. Sie gleicht die eigene Ausrichtung zur Sonne dem Energiebedarf und der Nutzung der Räume an. Auf diese Weise erzeugt sie mehr Energie als im Gebäude verbraucht wird.

Das neuartige Solarfassadensystem der Forschergruppe um Arno Schlüter, Professor für Architektur und Gebäudesysteme an der ETH Zürich, besteht aus einem leichten Seilnetz, an dem in Reihen angeordnet Photovoltaikelemente befestigt sind. Diese werden einzeln angesteuert und von einem weichen pneumatischen Element – einem Aktuator – vertikal und horizontal bewegt. Auf diese Weise können sie sich perfekt nach konkreten Vorgaben ausrichten.

Gleichzeitig spenden die Solarelemente Schatten für die Räume, vor deren Fenstern sie angebracht sind. Durch ihre Beweglichkeit können die Nutzer der Gebäude über das Photovoltaiksystem den Lichteintrag in die Räume regulieren. Ein lernfähiger Algorithmus steuert dabei die Bewegungen der Paneele so, dass die Stromgewinnung und die Einsparungen bei Heizung und Kühlung zusammen einen möglichst geringen Gesamtenergiebedarf ergeben. Dabei berücksichtigt der Algorithmus auch, wie der Raum gerade genutzt wird und optimiert das Klima entsprechend. Durch diese Regulierung des Energiehaushalts der Räume kann die Fassade mehr Energie produzieren als im Gebäude verbraucht wird.

Messungen von Prototypen haben gezeigt, dass die beweglichen Solarpaneele an einem klaren Sommertag rund 50 Prozent mehr Energie als statische Fassadenmodule erzeugen. Anhand von Simulationen hat das Forscherteam ausgerechnet, wie viel Energie bei der Nutzung der Räume durch die Solarfassadenkonstruktion eingespart werden kann. Sie haben das für Kairo, Helsinki und Zürich simuliert. Am effektivsten ist die Solarfassade in gemäßigten Klimazonen wie in Mitteleuropa.

Quelle und ausführlicher Artikel: photovoltaik.eu