Gebäudeintegrierte Photovoltaik als Bauprodukt

DACD / ISAAC / PV TAGUNG 2015
1
Gebäudeintegrierte Photovoltaik als
Bauprodukt:
Können Normen helfen oder nur bremsen?
Dr. Francesco Frontini
Swiss BIPV Competence Centre
SUPSI
photo by Jan-Oliver Kunze
18/03/2015
DACD / ISAAC / PV TAGUNG 2015
SUPSI-ISAAC Aktivitäten und Erfahrungen
Einer der ersten netzgekoppelten PV-Anlage in Europa wurde
1982 im Tessin an der SUPSI installiert
18/03/2015
2
DACD / ISAAC / PV TAGUNG 2015
3
In 1982 T. Herzog (mit Fraunhofer ISE) installiert die erste BIPVSystem.
Privathaus in München
18/03/2015
Quelle: Thomas Herzog
DACD / ISAAC / PV TAGUNG 2015
Warum der BIPV Markt noch so klein ist?
•
•
•
•
Architekten vs PV Installateuren
CHF/kWp vs CHF/m2 und CHF/kWh
Kosten sind ziemlich höher als Kosten der „Standard“ Modulen
Für die PV Industrie ist der konventionelle Markt einfacher:
– Nur ein Produkt für mehrerer Anwendungen
– Ich brauche „nur“ eine Zertifizierung für verschiedene Anlagen
– Ich kann mein Produkt in der Schweiz oder in USA kaufen ohne
große Anpassungen.
18/03/2015
4
DACD / ISAAC / PV TAGUNG 2015
5
BiPV: Um ein Bauteil Element aktiv zu stellen (multifunktional)
Photovoltaic Technology
18/03/2015
Building
DACD / ISAAC / PV TAGUNG 2015
6
Können Normen helfen oder nur bremsen? Konventionelle PV
•
•
Das Hauptziel einer nicht integrierten PV-Anlage (z.b. BAPV) ist grüne Energie
zu einem vernünftigen Preis zu produzieren.
Qualifikation und Design-Standards von der Internationalen Elektrotechnischen
Kommission (IEC) und des akkreditierten Labors
Quelle: Argor-Heraeus, Mendrisio
www.newscenter.lbl.gov/
DACD / ISAAC / PV TAGUNG 2015
7
Können Normen helfen oder nur bremsen? PV al Bauprodukt
•
BIPV als Bauelement zielt zunächst darauf, das Gebäude zu schützen und eine
besserer architektonische Qualität der Konstruktion zu erreichen.
CPR Leistungen.
1. Mechanische Beständigkeit
2. Sicherheit im Brandfall
3. Hygiene, Gesundheit und Umwelt
4. Nutzungssicherheit
5. Lärmschutz
6. Energieeinsparung und Wärmeschutz
7. Nachhaltigkeit
Darüber hinaus ist die Erzeugung
von Strom, den Net Zero
Energy Standard oder PEB
zu erreichen
Palazzo Positivo, Chiasso
18/03/2015
DACD / ISAAC / PV TAGUNG 2015
Es gibt keine universelle Gebäude Produkte für Fassaden
18/03/2015
8
DACD / ISAAC / PV TAGUNG 2015
9
Es gibt keine universelle Gebäude Produkte für Fassaden und Dächer
18/03/2015
DACD / ISAAC / PV TAGUNG 2015
10
Jedes System hat seine Lösung, die berechnet werden muss
18/03/2015
Quelle: SUPSI
DACD / ISAAC / PV TAGUNG 2015
11
Als Konsequenz gibt es keine einzelne Regel oder Norm: aber …
International Electrotechnical Commission
• IEC 61646: Thin-film terrestrial photovoltaic (PV)
modules, Design qualification and type approval
• IEC 61215: Crystalline silicon terrestrial
photovoltaic (PV) modules, Design qualification
and type approval
• IEC 61730: Photovoltaic module safety
qualification
• ...
• Modul-System und Sicherheitstest (Alterung,
Mechanische Leistung des Systems, ...)
18/03/2015
…und viele meher!
DACD / ISAAC / PV TAGUNG 2015
BiPV: Um ein Bauteil Element aktiv zu stellen (multifunktional)
•
Gebäude-, Fassaden- und Dachhersteller müssen ihr Know-how in die PVIndustrie einbringen
Quelle: LAN SA
18/03/2015
12
DACD / ISAAC / PV TAGUNG 2015
13
BiPV: Um ein Bauteil Element aktiv zu stellen (multifunktional)
Wir müssen das Paradigma ändern
Photovoltaic Technology
18/03/2015
Building
DACD / ISAAC / PV TAGUNG 2015
Ein Beispiel für photovoltaische Fenster: g-Faktor, EN410
•
Gesamtenergiedurchlassgrad nachEN 410
•
Der g-Wert setzt sich zusammen
aus direkter Sonnenenergietransmission “tau” und sekundärer
Wärmeabgabe nach innen “qi”
infolge langwelliger Strahlung
und Konvektion.
18/03/2015
14
DACD / ISAAC / PV TAGUNG 2015
15
Ein Beispiel für photovoltaische Fenster: g-Faktor, EN410
•
Der Norm EN410 spricht nicht über Photovoltaik als Verschattungselement, so
oft der Hersteller nicht den genauen Wert kennt.
•
Eine Studie zeigt wie dieser Wert unter realen Bedingungen berechnet werden
kann.
• Transmissionsgrad: 22%, 46%, 60%
18/03/2015
Quelle: SUPSI
DACD / ISAAC / PV TAGUNG 2015
16
Ein Beispiel für photovoltaische Fenster: g-Faktor, EN410
18/03/2015
In Zusammenarbeit mit Sunage SA
Der g-Wert in Abhängigkeit von dem Transparenzgrad der Module
G-Wert in Abhängigkeit von dem
Betriebspunkt des PV-Moduls
(Voc, MPP, Isc)
•
Quelle: SUPSI
DACD / ISAAC / PV TAGUNG 2015
17
Rahmenbedingungen durch heutige Normen: das Gensamtsystem:
prEN 50583
Nach 5 Jahren Diskussion und verschiedenen Änderungen ist der neue BIPV
Standard festgelegt und für Abstimmung verteilt worden:
prEN 50583 Photovoltaics in buildings
•
•
(CLC/TC 82)
Ein harmonisierter Standard für BIPV Module (part I)
Ein Standard für BIPV Systeme (part II)
Source: Designergy TCR
Source: Schweizer Solrif
Source: Meyer Burger MegaSlate
DACD / ISAAC / PV TAGUNG 2015
18
PV als Baumaterial: prEN 50583
Teil 2 beschreibt die Anforderung in der Nutzung und Leistung der Module in
einem gegebenen System-Design.
Zum Beispiel:
•
Windfestigkeit
•
Schneelastbeständigkeit der Struktur.
18/03/2015
Mechanische
Prüfungen und Wasserdichtigkeittest am der Swiss PV Module Test Centre-SUPSI
DACD / ISAAC / PV TAGUNG 2015
19
Es gibt keine "Standard-BIPV-Module“, sondern eines für jeden Bedarf
18/03/2015
DACD / ISAAC / PV TAGUNG 2015
Fazit: von BIPV zum multifunktionales Bauelement
•
BIPV-Module müssen elektrische und gebäudespezifische Anforderungen erfüllen
(prEN 50583 Teil1 und Teil 2)
•
Gebäude-, Fassaden- und Dachhersteller müssen ihr Know-how in die PV-Industrie
einbringen
•
Es ist wichtig, daran zu erinnern, dass die Anforderungen an das BIPV-System nicht nur
die Energieerzeugung betreffen, sondern auch verschiedene andere Funktionen des
Gebäudes umfassen (Wärmeschutz, Sonnenschutz,…).
•
Spezielle Tests sind notwendig (Mechanik, Thermik, Sicherheit, Wasser,…) um die
aktuellen Standards zu untersuchen.
•
Die Art und Weise der Montage hat einen starken Einfluss auf das Resultat.
18/03/2015
20
DACD / ISAAC / PV TAGUNG 2015
21
We support you with quality
[email protected]
www.supsi.ch/isaac
18/03/2015
www.bipv.ch
info[email protected]