Forschungsprojekte

Bauwerksintegrierte Solarthermie kann höhere Erträge zu niedrigeren Kosten ermöglichen. Um der Architektur mehr Gestaltungsmöglichkeiten zu geben, werden im Forschungsprojekt »ArKol« zwei neuartige Fassadenkollektoren von der Idee bis zur Anwendungsreife entwickelt. Zum einen wird ein Streifenkollektor entwickelt, der hohe Effizienz bietet, wobei der Streifenabstand und das Material zwischen den Streifen frei gewählt werden können. Zum anderen wird eine solarthermische Jalousie entwickelt, die z. B. zwischen Glasscheiben eingesetzt werden kann. Die Jalousie ist dabei so beweglich wie eine normale Jalousie, liefert aber gleichzeitig erneuerbare Wärme und verringert den g-Wert. Beide Technologien nutzen Heat-Pipes, was eine hohe Flexibilität im Kollektordesign ermöglicht. | Laufzeit: 01/2016 - 02/2020

Für die Sanierung eines Mehrfamilienwohnhauses in Zürich, bei dem gebäudeintegrierte Photovoltaik (BIPV) unter Mitwirkung des Fraunhofer ISE beispielhaft zum Einsatz kam, wurde im Rahmen des Schweizer Solarpreises ein Plusenergiebau-Diplom verliehen. Durch die Integration von Photovoltaik auf den Dach- und Fassadenflächen, bei der die Jugendstilarchitektur erhalten wurde, konnte ein Plusenergiestandard erreicht werden. Zur detaillierten Anlagenauslegung hinsichtlich Ertrag und Betriebssicherheit kamen Simulationsmodelle des Fraunhofer ISE zum Einsatz, die durch ein 3D-Modell Teilverschattungen, verschiedene Modulexpositionen und Modulgrößen berücksichtigen. Seit April 2016 ist die Sanierung abgeschlossen und die BIPV trägt durch ihre Erträge wie erwartet signifikant zum Plusenergiestandard bei. | Laufzeit: 2015 - April 2016

Die Bauwerkintegrierte Photovoltaik, kurz: BIPV, ist eine Schlüsseltechnologie auf dem zukünftigen Energiemarkt. Solaraktive Flächen sind vorhanden, das Knowhow über die BIPV-Technologien ist jedoch noch wenig verbreitet und bei PlanerInnen in der Bevölkerung fehlt die Akzeptanz bzw. das Wissen, wie mit solaraktiven Modulen gebaut werden kann. Vier Projektpartner haben mit einem Forschungsprojekt zum Ziel, den Ausbau der bauwerkintegrierten Photovoltaik zu unterstützen und die gesellschaftliche Akzeptanz für das Planen und Bauen mit bauwerkintegrierten Solarmodulen zu fördern. Damit soll der Ausbau der Solarstromerzeugung am Gebäude mit integrierten Dachelementen und Fassadenbauteilen als Markt besser erschlossen werden. | Laufzeit: 07/2021 - 08/2023

Ziel des Projekts ist die Entwicklung von BIPV Modulen mit hoher Effizienz, innovativem Design und großem Gestaltungsspielraum auf der Basis einer neuen Grundidee zur elektrischen Verschaltung von kristallinen Siliciumsolarzellen in unterschiedlichen Größen und Anordnungen. Die Module sollen als Glas-Glas-Module ausgeführt werden. Durch Nutzung einer Vieldrahtverschaltung können bestimmte Bereiche eines Moduls mit Solarzellen belegt werden und andere Bereiche transparant bleiben. Design2PV-Module erreichen somit eine teiltransparente Optik und ermöglichen eine sehr gute ästhetische Integration vor opaken Flächen, in Verglasungen oder in Glasüberdachungen. | Laufzeit: 11/2017 - 04/2021

Mit dem Forschungsprojekt EQWIN-P soll das Preis-Leistungs-Verhältnis von energieeffizienten Gebäuden verbessert werden, indem der Automatisierungsgrad der Verarbeitung von Gebäudehülldaten erhöht wird. Bislang werden Gebäudehülldaten zwar innerhalb einer Softwareanwendung verarbeitet, aber meist sind die Daten zwischen verschiedenen Anwendungen nicht kompatibel. Sie müssen daher manuell oder in gebrochenen digitalen Ketten übertragen werden. Dies umfasst zahlreiche proprietäre Formate, die in Teilen auch nur in bestimmten Wissenskontexten interpretierbar sind. Außerdem erhalten viele hochkomplexe Messdaten erst durch Algorithmen einen planerischen Mehrwert, so dass es dringend erforderlich ist, relevante Methoden zur Bewertung von Gebäudehüllen dem breiten Markt möglichst einheitlich bereit zu stellen. | Laufzeit: 01/2023 - 06/2026

Der Energieeffizienzstrategie Gebäude (ESG) der Bundesregierung liegt das Ziel zugrunde, den Gebäudebestand bis 2050 nahezu klimaneutral zu gestalten. Hierfür ist der nicht erneuerbare Primärenergiebedarf durch eine Kombination aus Energieeinsparung und dem Einsatz erneuerbarer Energien bis zum Jahr 2050 in der Größenordnung von 80 % gegenüber dem Jahr 2008 zu senken. Durch die beschleunigte Umsetzung von Innovationen, neuen Technologien und Konzepten kann diese ambitionierte Aufgabe gelingen, dabei gewinnt der Transfer von Erkenntnissen aus langjährigen Forschungsarbeiten zunehmend weiter an Bedeutung. Mit der Förderinitiative EnEff.Gebäude.2050 im Rahmen der ESG soll gezielt der Transfer von Forschungsergebnissen hin zur Breitenwirkung angestoßen und beschleunigt werden. Das Projekt begleitet diesen Transfer von der Forschung ins breite Feld. | Laufzeit: 7/2017 - 12/2020

Übergeordnetes Ziel des Projekts »Farbkollektor« ist die Entwicklung von spektral selektiven Farbschichten mit hoher Farbsättigung, geringeren Verlusten und günstiger Herstellbarkeit zur besseren Integration von Solarkollektoren in Fassaden und die Dachlandschaft von ästhetisch sensiblen Gebäuden. Die Entwicklung basiert auf dem am Fraunhofer ISE entstandenen und als Patent angemeldeten Konzept der MorphoColor®-Beschichtung. Bei der Weiterentwicklung der Farbschicht wird besonderer Wert darauf gelegt, dass die Schicht korrosionsstabil ist. Außerdem wird bei der Schichtoptimierung neben der Farbwirkung im sichtbaren Spektrum der Transmissionsgrad im gesamten solaren Spektrum (von 300 nm bis 2500 nm) berücksichtigt, damit der Kollektorertrag durch die Farbwirkung möglichst wenig vermindert wird. | Laufzeit: 06/2019 - 05/2022

Im Fassadenbereich sind heute Doppel- und Dreifachisolierglas mit Low-E oder Sonnenschutzschichten Stand der Technik. Die Low-E-Schichten reflektieren neben der Wärmestrahlung allerdings auch Funkwellen. Durch diesen Faraday-Käfig-Effekt ist der Mobilfunkempfang in modernen Gebäuden meist schlecht. Im Forschungsprojekt »Funktransparentes Isolierglas« konnte durch eine fast unsichtbare Segmentierung der Low-E-Schichten der Mobilfunkempfang stark verbessert werden, ohne die Wärmeisolation wesentlich zu beeinträchtigen. Durch die Erhöhung des transmittierten Signals konnte die Funktion der Daten- und Navigationsdienste wesentlich verbessert werden. Der U-Wert erhöht sich dabei nur sehr geringfügig. Die Lösung ist anwendbar für Wärme- und Sonnenschutzschichten in Zweifach- und Dreifachverglasungen im Gebäude- wie auch im Fahrzeugbereich. | Laufzeit: 11/2020 - 05/2021

Projekt im Geschäftsfeld: Energieeffiziente Gebäude; Thema: Gebäudehülle; Laufzeit: 12/2018 - 11/2021

Projekt im Geschäftsfeld Energieeffiziente Gebäude; Thema: Gebäudehülle; Laufzeit: 08/2015 - 01/2019