Farbstoffsolarzellen wandeln Licht in Energie um

Colt International hat am modularen Innovationszentrum des Merck-Konzerns ein Sonnenschutzsystem mit integrierter Photovoltaik installiert.

Kreative Ideen sind das Fundament für Innovationen. Letztere sind wiederum die Eintrittskarte in die Märkte von morgen. Vor diesem Hintergrund investiert das Wissenschaft- und Technologieunternehmen Merck in die Zukunft seines Unternehmens: Der Stammsitz in Darmstadt soll rechtzeitig vor dem 350-jährigen Firmenjubiläum 2018 sukzessive zu einer modernen und globalen Konzernzentrale ausgebaut werden. Als erstes Projekt wurde an der Frankfurter Straße auf 3700 Quadratmetern ein modulares Innovationszentrum fertiggestellt. Konsequenterweise spiegelt sich Innovation bereits in der Fassadengestaltung wider: Farbstoffsolarzellen wandeln Licht in elektrische Energie um. Installiert wurde diese innovative Shadovoltaik-Technologie von dem renommierten Unternehmen Colt International. Dieses Sonnenschutzsystem mit integrierter Photovoltaik steht für eine überaus gelungene Synergie von Beschattung, Wärmeschutz, Energiegewinnung und Gestaltung.

Colt International hat am modularen Innovationszentrum des Merck-Konzerns ein Sonnenschutzsystem mit integrierter Photovoltaik installiert. Insgesamt installierte Colt 74 Photovoltaik-Lamellen zur Erzeugung elektrischer Energie. Sonnenstandgeführte vertikale Farbstoffsolar-Lamellen. Die Lamellen mit integrierter Photovoltaik überzeugen optisch und energetisch. Solarnachgeführte gebäudeintegrierte Photovoltaik rückt zunehmend in den Fokus der Planer. Das innovative Photovoltaiksystem spiegelt sich in der Fassadengestaltung wieder. Die drehbaren Solarzellen-Lamellen erzeugen Strom und sorgen gleichzeitig für Beschattung und Wärmereflexion. Eine optimale Beschattung der Arbeits- und Funktionsräume ist garantiert- Dieses Sonnenschutzsystem mit integrierter Photovoltaik steht für eine überaus gelungene Synergie von Beschattung, Wärmeschutz, Energiegewinnung und Gestaltung. In einem aufwändigen Verfahren wurde vor der Installierung die erzielbare Sonnenschutzwirkung ermittelt und die Teiltransparenz der Farbstoffzellen entsprechend justiert. 74 Photovoltaik-Lamellen zur Erzeugung elektrischer Energie. Die sonnenstandgeführten vertikalen Farbstoffsolar-Lamellen fallen bereits beim Einfahren auf den Parkplatz ins Auge.

74 Lamellen erzeugen Strom

Photovoltaik ist das energetische Aushängeschild von Colt International. Und darum lag es nahe, dass diesem höchst erfahrenen und kompetenten Unternehmen der Auftrag für die Fassadengestaltung erteilt wurde. Da aus der modernen Architektur Umweltbewusstsein, Funktionalität und Ästhetik nicht mehr wegzudenken sind, rückt solarnachgeführte gebäudeintegrierte Photovoltaik (GIVP) zunehmend in den Fokus der Planer. Insgesamt installierte Colt 74 Photovoltaik-Lamellen zur Erzeugung elektrischer Energie. Die drehbaren Solarzellen-Lamellen erzeugen Strom und sorgen gleichzeitig für Beschattung und Wärmereflexion. Für das modulare Innovationszentrum ein entscheidender Pluspunkt.

Colt Shadovoltaik überzeugt optisch und energetisch

Colt Shadovoltaik überzeugt optisch und energetisch
Colt Shadovoltaik überzeugt optisch und energetisch

Die Lamellen mit integrierter Photovoltaik überzeugen optisch und energetisch. Es ist übrigens kein Zufall, dass sich Merck für diese Variante von Colt International entschieden hat. Denn die Entwicklung von Farbstoffsolarzellen ist eines der Standbeine des Darmstädter Unternehmens. Die Module am Innovationszentrum wurden von zwei Spin-offs der EPFL Lausanne (Solaronix und g2e) gefertigt – die Elektrolyten steuerte Merck bei. Folgende Argumente überzeugen bei dieser Solartechnik: 

  1. Im Vergleich zur herkömmlichen Photovoltaik sind langfristig niedrigere Herstellungskosten zu erwarten.
  2. Geringere Umweltbelastung bei der Fertigung
  3. Bessere Verwertung des Diffuslichtes
  4. Erzielung von Teiltransparenzen
  5. Unterschiedliche Farben und dadurch eine bessere Akzeptanz bei Planern und Architekten.

Aktuell lassen sich derzeit bereits Wirkungsgrade jenseits von 12 Prozent im Labor reproduzieren, Großanwendungen bewegen sich bei 2 bis 3 Prozent. Die Langzeitstabilisierung steht dabei im Fokus der Entwickler. Basierend darauf ist es nur konsequent, dass für die Berliner Architekten Henn bei der Planung des Gebäudes nicht die Performance-Maximierung sondern eine gelungene und ansprechende architektonische Einbindung im Fokus stand. 

Wechselstrom fließt in das hauseigene Merck-Netz

Die Photovoltaik-Applikationen an dem Gebäude lassen sich in zwei Bereiche gliedern. An der Südseite des Innenhofes sind 114 Module starr angeordnet. Sie bilden eine orthogonale Kaskade und profitieren von der bifacialen Wirkung der Zellen, die beidseitig solaraktiv sind. Zum Arrangement zählen 57 Lamellenspalten – daraus resultiert eine Netto-Photovoltaik-Fläche von 56 Quadratmetern, die eine nominelle Peak-Leistung von 1079 Wp (STC) erzeugt. Der dabei erzeugte Gleitstrom wird von fünf modulorientierten Wechselrichtern des Typs AE-Conversion INV 250-45 in netzkonformen Wechselstrom umgewandelt, von dem wiederum das hauseigene Merck-Netz profitiert. Eine komplexe DC-Verstringung beugt außerdem einer gebäudebedingten Verschattung vor und optimiert die solaren Erträge.

Zum Arrangement zählen 57 Lamellenspalten – daraus resultiert eine Netto-Photovoltaik-Fläche von 56 Quadratmetern, die eine nominelle Peak-Leistung von 1079 Wp (STC) erzeugt
Zum Arrangement zählen 57 Lamellenspalten – daraus resultiert eine Netto-Photovoltaik-Fläche von 56 Quadratmetern, die eine nominelle Peak-Leistung von 1079 Wp (STC) erzeugt.

Optimale Beschattung der Arbeitsräume

Die sonnenstandgeführten vertikalen Farbstoffsolar-Lamellen fallen bereits beim Einfahren auf den Parkplatz ins Auge. Die „Top-Notch-Anlage“ dient dabei gleichzeitig als Sonnenschutz. In einem aufwändigen Verfahren wurde vor der Installierung die erzielbare Sonnenschutzwirkung ermittelt und die Teiltransparenz der Farbstoffzellen entsprechend justiert. Die Verarbeitung in ISO-Paneelen erhöht die Langzeitstabilität und beugt vorzeitiger Degradation vor. 17 Großlamellen mit einer Höhe von 3,544 Meter und einer Breite von 6,84 Metern sind in geschliffene Edelstahlrahmen integriert und folgen der Sonne von Ost nach West. Damit ist eine optimale Beschattung der Arbeits- und Funktionsräume garantiert. Weiterer Pluspunkt: Trotz Beweglichkeit verschwinden die Verkabelung des Motors und Photovoltaik komplett in der Edelstahlkonstruktion. Abhängig von der Zusatzleistung durch den bifacialen Effekt wird eine Peak-Leistung von 350 bis 500 Wp erwartet.

Ausgetüfteltes elektrisches Konzept

Die Anlagen verfügen über ein ausgetüfteltes elektrisches Konzept. Fein abgestimmtes „Bypass-Dioding“ verhindert Rückströme, was wiederum die Erträge optimiert. Blitzschutz- und Freischalteinrichtungen garantieren maximale Sicherheit. Über separate Großdisplays können sich Besucher von der Funktionalität der Anlagen jederzeit überzeugen. An der Realisierung waren neben Colt International (Planung und Ausführung) folgende Unternehmen beteiligt: Bollinger + Grohmann Ingenieure, ZWP Ingenieure, Topotek 1, Müller-BBM, Kucharzak Fassaden Engineering, Lumen, IGW Ingenieurgruppe Walter. 

Projektdetails
© 2017 Colt International Licensing Ltd.