Projekt 04038/74

Dachintegrierte Photovoltaik-Demonstrations- und Ausbildungsanlage mit Anlagen-Fernüberwachung

Projektdurchführung

Centrum für Umwelt und Technologie (CUT)
Westerbreite 7
49084 Osnabrück

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Das C.U.T. ist eine Einrichtung für Existenzgründer und Firmen, die sich unter anderem den Umweltschutz als Arbeitsschwerpunkt setzen. Im Rahmen einer räumlichen Erweiterung soll die Öffentlichkeit verstärkt in die Arbeit der Firmen und deren Entwicklungen einbezogen werden. Dabei stehen Information und Weiterbildung im Vordergrund. Zur Erfüllung werden verschiedene Möglichkeiten zur öffentlich-wirksamen Darstellung gegeben. Neben Räumlichkeiten und der Technik für Vortrags-, Seminar- und Weiterbildungsarbeit, soll eine dachintegrierte Fotovoltaikanlage den Bereich regenerative Energien als zukunftsweisende Technik den Stellenwert für die Machbarkeit der zukünftigen Energieversorgung zeigen. Mit einem Monitoringsystem und einer Visualisierung soll die Solartechnik dem Menschen vertraut gemacht werden. Zielgruppen sind hierbei Interessenten, Schüler, Studierende, Handwerker in Ausbildung, Planer, Architekten, etc.
Zusätzlich soll die PV-Anlage den gesamten elektrischen Energiebedarf der Neubauten abdecken.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDie Fa. BP Solar wurde mit der Ausführung beauftragt. Der Anbieter übernahm als Generalübernehmer sämtliche mit der PV-Anlage in Verbindung stehenden Leistungen wobei lokal im C.U.T. ansässige Firmen bei der Montage einbezogen wurden. Während den Montagearbeiten wurden Schülerpraktika durchgeführt. Nach Spezifikation des PV-Moduls wurde die Dachkonstruktion inkl. Unterkonstruktion mit den Anschlüssen an die Dachbauteile im zweiten Schritt festgelegt. Neu war die Entwicklung von semitransparenten PV-Fassadenmodulen in Dünnschichttechnologie. Zeitgleich wurde das Konzept des Monitoringsystems inkl. Visualisierung umgesetzt. Die Fotovoltaikanlage wurde nach Fertigstellung der Dachflächen montiert und im Anschluss die Messtechnik, sowie die elektrischen Installationen ausgeführt. Daraufhin wurde die Visualisierung inkl. einer Datenschnittstelle für die Handwerkskammer Osnabrück fertig gestellt.
Die Anlage produziert jährlich den gesamten elektrischen Energiebedarf beider Neubauten und trägt mit ca. 23 Tonnen CO2-Einsparung pro Jahr zur Entlastung unserer Umwelt bei.


Ergebnisse und Diskussion

Das Anlagenkonzept einer Gebäude integrierten Fotovoltaikanlage mit einer multimedialen Visualisierung wurde umgesetzt. Der Fotovoltaikgenerator befindet sich auf den Dächern der Büroneubauten aufgeteilt auf je zwei nach Süden geneigten Dachflächen pro Gebäude. Die rahmenlosen und dachintegrierten Module ersetzen auf diesen Flächen komplett die konventionelle Dachhaut. Im südlichen Gebäude sind in der Glasfassade 6 Stück Glas-Glas-Fassadensondermodule mit Dünnschichtmodulen installiert. Die Module besitzen einen k-Wert von 1,50 W/m²K und erreichen je eine Peakleistung von ca. 40 W. Die Lichtdurchlässigkeit (Transparenz) der Module beträgt ca. 5 %.
Installationsmaterialien wurden weitestgehend halogenfrei ausgeführt. Auf die Vermeidung von Elektrosmog in den Gleichspannungsstromkreisen sowie bei der Auswahl der Wechselrichter wurde besonders geachtet.

Messtechnik/Überwachungssysteme
Zur Erfassung der lokalen Wetterdaten wurde eine Wetterstation installiert. Gemessen und protokolliert wird die Außentemperatur, die Modultemperatur, die Windgeschwindigkeit, die Globalstrahlung in horizontaler und in Modulebene. Weiterhin wird die gesamte Generatorleistung sowie -arbeit, die Teilgeneratorleistungen und -arbeit und der Strombezug (Leistung und Arbeit) in den zwei neuen Bürogebäuden erfasst.
Die Anlage wird mit einem herstellerunabhängigen System stetig überwacht, Fehler, Warnungen und/oder Störungen werden angezeigt und automatisch weiter geschaltet (Fernüberwachung). Zusätzlich ist mit dem Fernüberwachungssystem des Wechselrichterherstellers eine doppelte Überwachung für den sicheren Betrieb der Anlage vorhanden.

Monitoring/Visualisierung
Auf einem Großdisplay wird die elektr. Momentanleistung des PV-Generators und die seit Inbetriebnahme produzierte elektr. Arbeit sowie die CO2-Einsparung dargestellt und angezeigt. Zusätzlich wird zur ausführlichen Darstellung der Fotovoltaikanlage sowie über die Technik ein weiteres Großdisplay aufgestellt. Auf der Homepage des C.U.T. findet man eine Onlinevisualisierung, in der ebenfalls die Anlage sowie die Fotovoltaiktechnik beschrieben wird. Hier gibt es zudem die Möglichkeit Momentanwerte und lokale Wetterdaten zu betrachten (www.cut-os.de)

Finanzierung der Anlage
Förderfähige Gesamtkosten: 399.000,00 DM
Kosten Fotovoltaikanlage: 422.940,00 DM
Kosten Unterkonstruktion: 71.960,00 DM
Gesamtkosten: 494.900,00 DM
(Angaben ohne ges. MWSt.)


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Während der Bauphase erschienen in der lokalen Presse mehrere Artikel über die Fotovoltaikanlage. Das C.U.T. als Firmen- und Technologiepark begünstigt die öffentlichkeitswirksame Darstellung der Fotovoltaikanlage. Mit der Visualisierung vor Ort und im Internet werden die Informationen der Öffentlichkeit näher gebracht. Im Konferenzbereich kann die Onlinedarstellung per VGA-Projektor für Demonstrations- und Schulungszwecken auf eine Leinwand projizieren werden. Mit der Handwerkskammer Osnabrück sollen private Menschen, Jugendliche, Schüler, Studierende, Handwerker, Planer sowie Architekten angesprochen und Schulungen, Meisterkurse, Seminare durchgeführt werden. Schon während der Bauphase wurde ein Schülerpraktikum durchgeführt.


Fazit

Die Fotovoltaikanlage als Demonstrationsanlage wurde in allen Facetten umgesetzt. Verwirklicht wurde eine gebäudeintegrierte Anlage mit optisch dem Baukörper angepassten Modulen für die Indachmontage und speziell entwickelten Fassadenmodulen. Dabei wird aufgezeigt, dass Gebäudeteile als aktive Elemente ausgeführt werden können und gleichzeitig konventionelle Fassadenteile ersetzen. Individuelle Gestaltungsmöglichkeiten lassen eine Anpassung an das Gesamterscheinungsbild des Gebäudes zu. Mit der Visualisierung und dem Monitoring wurde ein geeignetes Hilfsmittel für Demonstrationen, Öffentlichkeitsarbeit und Schulungen hergestellt. Es wird das Internet zur Verbreitung und Darstellung dieser Anlage genutzt. Die gesamte Anlage wird von zwei voneinander unabhängigen Systemen überwacht, Fehler und Störungen automatisch angezeigt weiter geleitet und somit die Betriebssicherheit der Anlage gesteigert.