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Neue solarthermische Fassadenkollektoren

Es wurden jüngst in einem Forschungsprojekt neuartige solarthermische Fassadenkollektoren entwickelt. Das Projekt mit dem Namen „ArKol“ stand unter der Leitung des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE und hatte im Ergebnis einen Streifenkollektor und eine solarthermische Jalousie.

Wie kam es zur Entwicklung der Jalousien? Hier war die Basis der Forschung die Tatsache, dass es bisher nur unter Einschränkung der vorhandenen Transparenz möglich war, an transparenten Gebäudeteilen Wärme solar zu gewinnen. Dazu kommt, dass bei verglasten Fassaden häufig Jalousien zwischen Glasscheiben in Doppelfassaden genutzt werden. Als Folge treten Temperaturen bis zu 100 °C in diesem Zwischenraum auf. Diese Wärme sollte nun nutzbar gemacht werden. Die neu entwickelte Jalousie übernimmt hier nun zwei Aufgaben: erstens führt sie die überschüssige Wärme wie ein solarthermischer Kollektor ab und zweitens bietet sie gleichzeitig die Beweglichkeit und den Sonnenschutz einer herkömmlichen Lamellen-Jalousie. Wenn es gewünscht ist, kann die solarthermische Jalousie komplett gerafft werden und stellt damit die volle Transparenz zur Verfügung. Der Energiebedarf des gesamten Gebäudes kann zudem verringert werden, wenn das Abführen der Wärme im Sommer zur Kühlung des Gebäudes genutzt wird.

 

Umgesetzt wurde das Ganze durch Wärmerohre, so genannte Heat-Pipes, die in die Lamellen integriert wurden. Damit wird die Wärme über eine schaltbare thermische Kopplung an einen seitlich angebrachten Sammelkanal übergeben, und zwar ohne Flüssigkeitstransfer. Das Konzept ermöglicht außerdem durch ein Lösen des Kontaktes die Jalousien herkömmlich zu bewegen. Besonders geeignet sind die neuen Jalousien für Doppelfassaden, deren Zwischenraum einen guten Witterungsschutz bietet.

 

Das andere Ergebnis des Forschungsprojektes ist ein Streifenkollektor. Auch er zeichnet sich durch hohe Flexibilität aus, und zwar hinsichtlich Größe, Farbe, Abstand, Anzahl und Ausrichtung. Man hat hier also ein gestalterisch flexibles Bauelement geschaffen. Die Kollektorkonstruktion kann in unterschiedlichen Längen genutzt werden und frei an der Unterkonstruktion positioniert werden. Die Zwischenräume zwischen den Streifen können mit allen möglichen Bekleidungsmaterialien für Fassaden ergänzt werden.

 

Durch die Sonneneinstrahlung entsteht Wärme auf einem spektralselektiv beschichteten Absorber im Kollektor. Diese Wärme wird wiederum durch Wärmerohre zur Seite transportiert und auch dort „trocken“ an den Sammelkanal übertragen wird. Es wird nur der Sammelkanal von einem Solarfluid durchströmt, was bedeutet, dass die Kollektoren auf einen hydraulischen Anschluss verzichten können. Eingehängt werden die einzelnen Kollektoren in eine Unterkonstruktion, die in einer vorgehängten hinterlüfteten Fassade (VHF) integriert ist. Möglich ist die Nutzung der neuen Kollektoren sowohl im Zuge des Neubaus als auch im Zusammenhang mit Sanierungen.