RDemo-Fassade – BIPV-Fassade an einem Laborgebäude: MWT-TPedge-Pilotanwendung im Rahmen des Demonstrationsvorhabens RDemo

Laufzeit: April 2011 - September 2017
Auftraggeber / Zuwendungsgeber:
Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi)
Projektfokus:
© Fraunhofer ISE

Gemessene DC-Leistung für einen String der zweiten Ausbaustufe.

Ein Teil der vorgehängten Fassade des Laborgebäudes R am Fraunhofer ISE besteht aus architektonisch integrierten PV-Modulen, die am Fraunhofer ISE entwickelt und hergestellt wurden.  Insgesamt 70 BIPV-Module wurden an der RDemo-Fassade installiert, davon 60 im Oktober 2015. Insofern stehen jetzt Monitoring-Daten der Gesamtanlage aus zwölf Monaten zur Verfügung und erlauben den ersten Vergleich der gemessenen Ertragsdaten mit den Ergebnissen der im Projekt »RDemo-Module« weiter entwickelten Ertragssimulationen. Für die Gesamtanlage beträgt der gemessene Jahresertrag 5267 kWh. Im Rahmen der Simulationen ergeben sich 5446 kWh, d.h. die Abweichung beträgt nur 3,4%.

Um den Ertrag der Gesamtanlage durch Vergleich zu Simulationen zu bewerten, wurde die Bestrahlungsstärke in der Fassadenebene als Eingangsgröße mit einem baugleichen BIPV-Modul ermittelt, das im Isc-Modus betrieben wurde. Damit entfallen alle Unsicherheiten in Bezug auf die Einfallswinkelabhängigkeiten verschiedener Sensoren für Bestrahlungsstärke. Im Betriebsjahr (November 2015 bis Oktober 2016) wurde eine Einstrahlungssumme von 732 kWh/m2/a gemessen. Im selben Zeitraum umspannten die gemessenen Modultemperaturen einen Bereich zwischen -9 °C und 88 °C.
Ausgehend von den gemessenen Bestrahlungsstärkewerten und den auf Grundlage der Einstrahlung, der Umgebungstemperatur und des Modulaufbaus berechneten Zelltemperaturen wurde der DC-Ertrag der Anlage berechnet. Die Module wurden dabei durch das Zweidiodenmodell beschrieben, was die Berechnung bestrahlungsstärke- und temperaturabhängiger IV-Kurven ermöglicht. Die Abbildung zeigt die gemessenen Leistungswerte des ersten Strings der zweiten Ausbaustufe aufgetragen über den simulierten Leistungswerten. Aufsummiert für beide Strings zusammen ergibt sich für die zweite Ausbaustufe mit 60 Modulen ein gemessener DC-Jahresertrag von 4664,4 kWh; der simulierte Jahresertrag liegt mit 4680,9 kWh um 0,4% darüber. Ausgehend vom simulierten DC-Ertrag und den Datenblattangaben der Wechselrichter wurde unter Verwendung des Modells von Schmidt und Sauer der AC-Ertrag berechnet. Der aus den Messwerten bestimmte effektive Wirkungsgrad des Wechselrichters für diese Teilanlage beträgt 95,7% (simuliert 97,2%).

Weitere Ansprechpartner:
Johannes Eisenlohr, Alfons Armbruster, Tilmann E. Kuhn