Komplettcharakterisierung der winkelselektiven Photovoltaik-Verglasung PVShade®

Seit Sommer 2013 bieten 15 m2 winkelselektive PVShade®-Verglasungen im Brüstungsbereich eines Seminarraums am Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE in Freiburg saisonalen Sonnenschutz und selektive Durchsicht und erzeugen Strom photovoltaisch (PV). Das PVShade®-Element wurde von einem der Autoren erfunden und patentiert. Während mehrerer Forschungsprojekte wurden die technischen, energetischen und ökonomischen Eigenschaften dieser PV-Verglasungen durch Messungen und modellbasierte Simulationsrechnungen umfassend untersucht. Zu den untersuchten Eigenschaften gehören der winkelabhängige Gesamtenergiedurchlassgrad (g-Wert), der Wärmedurchgangskoeffizient (U-Wert), die Eignung als absturzsichernde Verglasung, die Auswirkung der Verglasungen auf den Energiebedarf im Seminarraum, die Strom-Spannungskennlinien der PV-Module, der elektrische Ertrag der PV-Anlage, die Temperaturentwicklung der PV-Ebenen und die Lebenszykluskosten. In diesem Beitrag werden sowohl die Untersuchungsmethoden als auch Ergebnisse der verschiedenen Charakterisierungsansätze für diese besonderen Verglasungen jeweils kurz vorgestellt.

Multi-Facetted Characterisation of Angle-Selective Photovoltaic PVShade® Glazing. Since summer 2013, 15 m2 of angle-selective PVShade® glazing in the spandrel zone of a seminar room at the Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE in Freiburg has provided seasonal solar control and selective visual contact and generated electricity photovoltaically (PV). The PVShade® element was invented and patented by one of the authors. Over the course of several research projects, the technical, energy-relevant and economic properties of this PV glazing were comprehensively investigated by measurement and model-based simulation. The investigated properties include its angle-selective g value (solar heat gain coefficient SHGC), thermal transmittance (U value), fall-arresting capability, effect on the energy demand for the seminar room, angle-dependent current-voltage curves of the PV modules, electricity yield of the PV system, temperature of the photovoltaic layer and life-cycle costs. This paper briefly presents both the underlying methods and the results of different characterisation approaches as applied to this special type of PV glazing.