Grundlagen für adaptive und multifunktionale Solarflächen in urbanen Architekturen (Adaptive Sunskins)


Project Details

Project start:
08/2021
Project end:
06/2023
Total project budget:
160.047,86


Funding Opportunities

ZUKUNFT BAU Projektförderung ab 2019 (Federal Funding)



Principal Investigator(s)


Abstract

Das Forschungsprojekt „Adaptive Sun Skins“ befasst sich mit Leichtbauträgersystemen aus Polycarbonat (PC)
zur Integration organischer Photovoltaikelemente (OPV) in Fassadenflächen. Dazu sollen zwei einfache geometrische Prinzipien durch Warmumformung an Materialmustern getestet und in digitale Modelle zur Optimierung des Tragverhaltens, der Flächenausrichtung und parametrischen Gestaltung integriert werden. OPV ist gegenüber siliziumbasierten PV-Zellen flexibler und anpassungsfähiger. Sie ist leicht, biegbar, teiltransparent, farblich gestaltbar, unempfindlicher gegenüber der Ausrichtung zur Sonne und gegenüber Teilverschattungen und Temperaturschwankungen.OPV ist im Bereich der gebäudeintegrierten Photovoltaik (GiPV) ökologisch und ökonomisch eine Alternative zu siliziumbasierten PV-Zellen.

Eine signifikante Erhöhung des Anteils gebäudeintegrierter Photovoltaik kann gelingen, wenn dafür ästhetisch innovative Trägersysteme entwickelt werden, die intelligent auf unterschiedliche architektonische Randbedingungen adaptiert werden können. Hierzu liefert die Forschungsarbeit einen Beitrag. Durch die Kombination von Materialversuchen und algorithmischer Optimierung kann die Polycarbonat-Umformung innerhalb einer digitalen Prozesskette individualisierbar erfolgen und zeigt die Möglichkeiten für gestalterisch hochwertige und flexible Energiebauteile auf.

Ziel des Forschungsprojektes ist es, Parameter zu identifizieren, die für den Entwurf eines leichten, integrierten und adaptiven Polycarbonat-Trägersystems für organische Photovoltaik (OPV) relevant sind. Neue Kenntnisse über das Zusammenspiel von geometrischer Struktur und Materialverhalten für die räumliche Aussteifung dünner Trägermaterialien zur Integration von OPV- Modulen sollen dazu dienen, einen Prototyp des Leichtbauträgersystems aus Polycarbonat zu entwickeln und einen Demonstrator für die gestalterische Qualität und geometrische Flexibilität zu schaffen. Durch die Aktivierung der Fassadenflächen kann nachhaltig erzeugter Strom unmittelbar dort zur Verfügung gestellt werden, wo er benötigt wird. Das Projekt kann einen Beitrag dazu leisten, dass die Kombination der Vorteile organischer Photovoltaik mit parametrisch gestalteten Fassadenelementen perspektivisch den Entwurf und die Umsetzung zukunftsfähiger und gestalterisch ansprechender Gebäudehüllen ermöglicht.



Last updated on 2021-21-10 at 10:37