Bewegliche Solarfassade wird zum Kraftwerk
Pneumatische Aktoren in zwei Ebenen sowie smarter Algorithmus sorgen für optimale Ausbeute
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Bewegliche Paneele liefern 50 Prozent mehr Energie als statische (Foto: ethz.ch) |
Zürich (pte015/23.08.2019/10:30) Eine intelligente Fassade verwandelt ein Gebäude in ein Kraftwerk. Sie ist über und über mit beweglichen Solarpaneelen bedeckt, die sich einzeln ansteuern und bewegen lassen. Sie haben zwei Aufgaben: Strom zu erzeugen und gerade so viel Licht und Wärme ins Innere zu lassen, dass optimales Arbeiten möglich ist, wie die Entwickler der ETHZ http://ethz.ch ausführen.
Heiz- und Kühlbedarf minimiert
Die beweglichen Solarpaneele haben in Tests bei mehreren Prototypen auf dem Campus Hönggerberg an einem klaren Sommertag rund 50 Prozent mehr Energie als statische Fassaden-Paneele erbracht. Die Paneele werden von pneumatischen Aktoren in zwei Ebenen bewegt. Bei starkem Wind und Sturm versteift sich die Aufhängung, sodass kein Schaden entsteht. Ein lernfähiger Algorithmus steuert die Bewegungen der Paneele so, dass auf der einen Seite möglichst viel Strom erzeugt, auf der anderen Seite der Heiz- und Kühlbedarf minimiert wird. Dabei berücksichtigt die Software auch, wie der Raum gerade genutzt wird.
"Wir möchten den Widerspruch zwischen Komfort und Energieeffizienz bei Gebäuden auflösen", unterstreicht Arno Schlüter, Professor für Architektur und Gebäudesysteme an der ETZH. Fensterlose Gebäude seien am effektivsten, aber nicht zumutbar. "Es freut uns deshalb, zu zeigen, dass wir mit einer intelligenten Schnittstelle zwischen dem Innen- und Außenraum ein ideales Raumklima und zugleich sogar einen Energie-Überschuss produzieren können", so der Forscher.
Top-Ergebnisse in gemäßigten Zonen
Um herauszufinden, wie die intelligente Energiefassade in unterschiedlichen Regionen den Energieverbrach beeinflusst, hat Schlüters Team jeweils einen Wohnraum und ein Büro in Kairo, Zürich und Helsinki simuliert. Es zeigte sich, dass sich in Büros tendenziell mehr Energie einsparen lässt als in Wohnräumen, in warmen Klimazonen mehr als in kalten, am meisten aber in gemäßigten Zonen wie in Mitteleuropa. In Zürich etwa produziert die neuartige Fassade 115 Prozent des Energiebedarfs (Strom, Heizung und Kühlung) des dahinterliegenden Gebäudes.
Erstmals eingesetzt wird die Fassade an der futuristischen Gebäude-Einheit "HiLo", die zurzeit auf der obersten Plattform des Forschungsgebäudes NEST in Dübendorf gebaut wird. NEST ist eine Forschungsplattform, die aus einem zentralen Gebäudekern besteht, an den unterschiedliche Gebäudemodule andocken können. "HiLo" steht für "High Performance, Low Energy".
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