Untersuchung einer PV-Fassade

Zuletzt aktualisiert am 07.02.2017

Aufgabenstellung

Bei der im August 1993 in Betrieb genommenen Solarfassade am BStMLU handelt es sich um eine der größten fassadenintegrierten PV-Anlagen in Deutschland. Im Rahmen des dreijährigen wissenschaftlichen Begleitprogramms wurden das Betriebsverhalten sowie die Wirkungs- und Nutzungsgrade einzelner Komponenten bzw. der Gesamtanlage untersucht.

 

Ergebnisse

Die Solarfassade besteht aus insgesamt fünf Modulfeldern, bei denen Module mit monokristallinen Hochleistungs-Siliziumsolarzellen (cSi2, 16,8 kWp), Module mit monokristallinen Standard-Siliziumsolarzellen (cSi1; 20,4 kWp) und Module aus amorphem Silizium (baugleiche Generatoren aSi3, aSi4 und aSi5; je 6,7 kWp) zum Einsatz kommen. Die Module sind an der Südfassade des Ministeriums installiert. Die kristallinen Module wurden als Abschattungselemente unter einem Winkel von 30° gegen die Horizontale über den sieben Fensterreihen des Gebäudes montiert. Die amorphen Fassadenelemente sind vertikal als vorgehängte und hinterlüftete Fassade installiert.

Bei den beiden kristallinen Solargeneratoren kommt jeweils ein dreiphasiger Transistor-Wechselrichter zum Einsatz; bei den drei amorphen Anlagen wurde jeweils ein einphasiger Wechselrichter verwendet. Die Wechselrichter haben - abgesehen von einigen kleineren Störungen - zuverlässig funktioniert. Die Jahresnutzungsgrade aller fünf Wechselrichter lagen zwischen 84 % und rund 89 %.

 

 

 Generator
cSi1
Generator
cSi2
amorphe Generatoren
Jahresnutzungsgrad der Solarkollektoren
1993/1994 7,8 % 9,5 % 4,0 %
1994/1995 8,4 % 9,8 % 3,9 %
1995/1996 6,7 % 9,1 % 3,7 %
Spezifischer jährlicher Energieertrag der Generatoren
1993/1994 727 kWh/kWp 735 kWh/kWp 489 kWh/kWp
1994/1995 704 kWh/kWp 718 kWh/kWp 458 kWh/kWp
1995/1996 482 kWh/kWp 695 kWh/kWp 412 kWh/kWp
Jährliche Netzeinspeisung der Anlage
1993/1994 13.817 kWh 12.091 kWh 3.216 kWh*
1994/1995 14.340 kWh 12.073 kWh 3.070 kWh*
1995/1996 9.815 kWh 10.839 kWh 2.763 kWh*

* Summe aSi3, aSi4 und aSi5

Die Solarfassade wird von Oktober bis März zeitweise vom Schlagschatten eines benachbarten mehrstöckigen Hotelgebäudes abgeschattet. Dies führt wechselspannungsseitig zu einem jährlichen Energieverlust von bis zu 7 % (kristalline Generatoren) und rund 3 % bei den amorphen Generatoren.