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Das neue Forschungsgebäude des HZB in Berlin mit der Solar-Fassade. (Foto: © HZB / M. Setzpfandt)

Berlin: HZB forscht an eigener Solaranlagen-Fassade

Das Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) ist eines der führenden Forschungseinrichtungen in Sachen Photovoltaik. Das zeigt sich auch durch die 380 m² große Solarfassade am Erweiterungsbau BESSY, die dem HZB als Real-Labor in der Praxis dient. Die Solarmodule in Berlin-Adlershof funkeln an der neuen Halle in der Sonne und sind clever in die Gebäudehülle integriert worden. Im Beisein des Staatssekretärs für Wirtschaft, Energie und Betriebe des Landes Berlin, Christian Rickerts, hat das HZB am 6. September 2021 die Solarfassade des Forschungsneubaus offiziell in Betrieb genommen.

CIGS-Dünnschichtmodule als Fassade

An der Fassade der Halle in Berlin sind insgesamt 360 Solarmodule verbaut worden. Verwendet wurden spezielle CIGS-Dünnschichtmodule des Herstellers aus AVANCIS (Marke Avancis Skala 7003) in Thorgau bei Leipzig. Angebracht sind die PV-Paneele sowohl an West-, Süd- und Nordseite. Die Leistung je Modul beträgt ca. 135 Watt Peak-Leistung. Die rahmenlose Ausführung der Solarmodule ist optisch besonders ansprechend.

Installiert wurden die Solarpaneele auf einem Schienensystem, welches vor der Fassade hängt. Auf diese Weise entsteht zwischen Modulen und Wärmedämmung ein Luftraum. Mit der knapp 50 kW_p großen Solarstromanlage und dem simulierten Ertrag von 27 MWh/a deckt das HZB Teile des eigenen Energieverbrauchs.

Solarfassade dient Forschungszwecken

Das Solarkraftwerk an der Berliner Fassade dient aber nicht nur der Stromproduktion, sondern verfügt auch über eine clevere Messtechnik.

Dazu wurden an der Solarfassade zusätzliche Sensortechnik verbaut, durch die Daten der 38 individuellen Strings gesammelt werden. An der Hinterseite der PV-Module befinden sich Thermofühler, welche stets die Temperatur messen. Zudem wird die Strömungsgeschwindigkeit der Luft hinter den Solarmodulen erfasst, um zu messen, wie Wärme abtransportiert wird.

10 Bestrahlungsstärkesensoren messen an verschiedenen Positionen der Fassade die Bestrahlungsstärke.
72 Temperatursensoren wurden auf die Rückseiten einzelner Solarmodule geklebt.
4 Strömungssensoren messen die vertikale Hinterlüftungsgeschwindigkeit.
Eine Wetterstation auf dem Gebäude misst darüber hinaus alle wesentlichen Wetterparameter inklusive Werte für die direkte und die indirekte Bestrahlung.

In einem Teil der Südfassade wurde die Größe des Hinterlüftungsbereiches (Abstand zwischen Dämmung und Solarmodul) bewusst variiert, um den Einfluss auf die PV-Anlage bzw. die jeweiligen Strings zu analysieren.

Auch ein Teil der Nordseite wurde mit PV-Modulen belegt, um insbesondere auch Einflüsse von indirekter und diffuser Einstrahlung zu analysieren. Neben den dortigen 58 Solarmodulen wurden zur Herstellung der blauen Nordfassade auch vergleichbare Aluminiumelemente verwendet.

In den nächsten Jahren wird die Forschungsgruppe am HZB mit Hilfe der Sensoren beobachten, wie Wetterbedingungen, Feinstaub, Regen und Verschmutzung die solare Leistung beeinflussen.

Unter anderem sollen

die Ertragscharakteristiken von Solarmodulen in verschiedenen Ausrichtungen,
das Degraddationsverhalten durch veränderte thermische Bedingungen (Dämmung, Hinterlüftung,
der Einfluss von fassadentypischen Umwelteinflüssen (z. B. Verschmutzungen durch Verkehr) auf den Ertrag und Alterung

näher erforscht werden.

Steckbrief
Projektnummer: 1278
Objekt: Fassaden-Solaranlage mit Dünnschicht-Modulen
Ort: Berlin
Beteiligte Unternehmen: Helmholtz-Zentrum Berlin
Hersteller: AVANCIS Skala 7003 CIGS-Dünnschichtmodule
Elektrische Leistung: 50,00 kW
Größe/ Fläche Photovoltaik-Anlage: 380,00 m²
Produzierte kWh elektrisch pro Jahr: 27.000,00 kWh
Baujahr: 2021
Quelle: Solarfassade am HZB im Praxistest

Bilder

Bernd Rech (l.) und Christian Rickerts (r.) drückten am 6. September den symbolischen roten Knopf zum Start des Real-Labors in Adlershof. (Foto: © HZB / M. Setzpfandt)

Viele Gäste kamen zur Eröffnung und begutachteten die optisch ansprechende Solarfassade des Neubaus. (Foto: © HZB / M. Setzpfandt)

Die Architekten der Beratungsstelle BAIP informierten über den vielfältigen Einsatz von gebäudeintegrierter Photovoltaik. (Foto: © HZB / M. Setzpfandt)

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