Titelaufnahme

Titel
Integration von Fassadenelementen von Gebäuden zur Gewinnung erneuerbarer Energien
Weitere Titel
Integration of Facade Elements of Buildings for the Production of Renewable Energy
VerfasserLayr, Gerfried
Betreuer / BetreuerinVill, Markus
Erschienen2014
Datum der AbgabeJuni 2014
SpracheDeutsch
DokumenttypBachelorarbeit
Schlagwörter (DE)Fassade / Gebäudehülle / Gebrauchstauglichkeit / Integration / Modul / Photovoltaik / Solar / Tragfähigkeit / Wirtschaftlichkeit
Schlagwörter (EN)facade / building shell / suitability / integration / module / photovoltaic / solar / bearing capacity / economic viability
Zugriffsbeschränkung
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Klassifikation
Zusammenfassung (Deutsch)

In dieser Arbeit wird auf die Sinnhaftigkeit der Integration von Photovoltaikelementen in Fassaden unter der Berücksichtigung der Kosten, dem Nutzen und des Montageaufwandes eingegangen.

Um die Grundsätze der Energiegewinnung durch die Sonne zu verstehen, werden zuerst die verschiedenen Arten von Photovoltaikanlagen, also monokristalline, polykristalline und Dünnschichtzellen behandelt. Dabei werden nicht nur ihre Erzeugung und Leistung be-schrieben, sondern auch ihr Einsatzgebiet und ihre Sinnhaftigkeit erläutert. Danach werden Alternativen, wie etwa eine gemischte Anlage aus Photovoltaik- und Solarthermiemodulen oder Photovoltaik im Sonnenschutz, sowie die möglichen Anschlussmöglichkeiten vorge-stellt.

Die Voraussetzungen für die Sinnhaftigkeit von PV-Anlagen bilden den nächsten großen Abschnitt der Arbeit. Hier werden Themen wie der Standort, das Klima sowie Gebäudeei-genschaften, beispielsweise bauphysikalische Eigenschaften oder Verschattungen, be-trachtet.

Den Kern der Arbeit bilden die folgenden Kapitel der Konstruktion und Montage. Hier liegt der Fokus vor allem auf den Fassadentypen mit ihren Konstruktionsprinzipien, Montage-vorgängen, Problemen und der Integration von Photovoltaikelementen. Um diese Thematik besser zu veranschaulichen sind Details zu jedem Fassadentyp beschrieben. Nach den Fassadenarten geht es in diesem Kapitel um die Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit von Fassaden. Hier gibt es einen Überblick über Berechnungen, aber auch eine Beschrei-bung von den möglichen Verbindungs- und Befestigungsarten. Dieser Teil der Arbeit endet mit den Kosten der verschiedenen Fassadenkonstruktionen und deren Vergleich.

Mit der Betrachtung der Wirtschaftlichkeit von integrierten Photovoltaikanlagen kommt die Arbeit zu einem Ende. Investitionen und Kosten, sowohl bei der Anschaffung als auch wäh-rend des Betriebes werden hier aufgezählt und ermittelt. Die Wartung gestaltet sich je nach Fassadentyp und Integration unterschiedlich, weshalb hier speziell auf diese eingegangen wird. In weiterer Folge werden die Energienutzung sowie die Anschlussmöglichkeiten er-klärt. Im Hinblick auf die Wirtschaftlichkeit werden diese in Berechnungen den Kosten ge-genübergestellt. Nach dieser Berechnung, welche essentiell für die Planung von PV-Anlagen ist, endet die Arbeit in der Schlussfolgerung, in der die Erkenntnisse aus ihr zu-sammengetragen und bewertet werden.

Zusammenfassung (Englisch)

This thesis deals with the integration of photovoltaic elements in facades, which has devel-oped in recent years to become a trend in facade-construction.

First, the different types of photovoltaic systems, in example mono-crystalline, polycrystal-line and thin film cells are treated. Not only their production and performance are described, but also explained on their application and usefulness. Then alternatives, such as mixed systems of photovoltaic modules and solar-thermal modules, or solar protection with inte-grated photovoltaic-cells, and the possible grid-connections are presented.

The conditions for the usefulness of PV systems are the next major section of the thesis. Various issues, such as the location, climate and building characteristics, physical charac-teristics or shading will here be considered.

The core of the work are the following chapters about design and installation. The focus is primarily on the types of facades with the design principles, installation procedures, but also on the occurring problems and integration of photovoltaic elements. In order to illustrate these issues are better described with detailed drawings for each type of facade. After the different types of facades the chapter deals with the topics of bearing capacity and suitabil-ity of facades. An overview of calculations, but also a description of the possible connection and mounting techniques is explained. This part of the thesis ends with the costs of the various facade structures and their comparison.

The thesis comes to an end with the consideration of the economics of integrated photovol-taic systems work. Investments and costs, both in terms of procurement and during opera-tion are enumerated and explained here. The maintenance differs, depending on the type of facade and integration, which is why it is explained in detail here. The use of energy as well as the connection to the power-grid are compared with the costs of the whole installa-tion in the profitability calculations. According to this calculation, which is essential for the planning of PV-systems, the work ends in the conclusion, where the findings are collated and evaluated.