Innovation indenfor solceller: Facadeintegrerede solceller er et helt nyt produkt, som tilpasses den enkelte bygning. Det egner sig til fremstilling i små serier. Det skaber helt nye muligheder for glasfacader, så de tilmed producerer elektricitet. I vinteren 2002 blev en facade med transparente solceller monteret på Folkecenteret, Sdr. Ydby i Thy. Når facaden bliver til et kraftværk Der er solceller i fremtidens facader
Ny arkitektur med facadeintegrerede solceller Glas er et særdeles populært byggemateriale både i nybyggeri og når der skal bygges om og til. Med transparente solceller i facaden kan glasbyggeri tilføjes endnu en arkitektonisk dimension. Ikke bare standardmoduler, men hele facader med solceller i talrige størrelser og udformninger, designet til den enkelte bygning. I det første anlæg i Danmark er ruderne på 57 x 97 cm. De har transparente solceller, der lader ca. 30% af solens lys gå igennem. Så producerer de mest elektricitet. Vil man have mere dagslys ind, så kan det også lade sig gøre. Men når den aktive overflade reduceres, så falder el-produktionen. Solcellerne er monteret i det yderste lag af en 2-lags termorude. Facaden kan udfyldes helt eller delvis med solceller. Den solare revolution Solcelleindustrien er på hurtig fremmarch. I 1996 blev der i verden over produceret 60 MW solceller. Allerede seks år senere, i 2002, var produktionen steget mere end syv gange til 520 MW. Der bygges nye solcellefabrikker, der enkeltvis er lige så store, som den samlede verdensproduktion var for få år tilbage. Med en gennemsnitlig pris på 68 DKK pr. installeret watt for batteriog nettilsluttede anlæg, giver det en årsomsætning globalt på over 35 milliarder kroner. Der er således tale om et nyt globalt vækstområde med en industriel kapacitet, der på verdensplan i omsætning næsten kan måle sig med vindmølleindustrien. Japan og Tyskland er de førende producentlande med et marked drevet af engagement og optimisme. Førerfeltet ruster sig til den solare tidsalder og opbygger nye industrier. Solceller anvendes i alle former for byggeri. Og staten bakker op med lovgivning og favorable rammebetingelser. De førende elektronikkoncerner fremstiller solcellerne; mindre og mellemstore virksomheder indenfor rådgivning, integration og montage myldrer frem som paddehatte med solceller som deres speciale. Men de politiske vilkår udgør forskellen. Tyskland er blevet forbilledet har overhalet USA. I Tyskland er der i 2002 blevet lanceret et én million tages program til afløsning af 100.000 tages programmet, der snart er opfyldt. Men man giver ikke tilskud til solcellestrøm. I henhold til Vedvarende Energi loven (EEG) fra marts 2000 udgør de tyske elværkers betaling for solcellestrøm næsten fire kroner pr. kwh efter en model med gradvis nedsættelse af prisen.
Progressiv lovgivning har sat skub i udviklingen og skaber økonomisk vækst til gavn for hele samfundet. EU domstolen i Luxemburg erklærede i 2001, at vedvarende energi og miljø har forrang frem for konkurrence. Derfor kan alle EU lande indføre love svarende til den tyske EEG. EUROSOLAR Danmark har foreslået et 10.000 tages program, som indenfor et globalt vækstområde vil skabe ny industri og beskæftigelse. Udbygningen i førende industrilande skaber det kommercielle gennembrud for solceller. Den dag solcelleanlæg begynder at indgå i stor målestok i bistandsprogrammerne til udviklingslandene, vil der opstå et yderligere, nyt stort marked. To milliarder mennesker, overvejende i de solrige lande, er i dag uden elforsyning. Det var baggrunden for, at vedvarende energi blev prioriteret højt i slutdokumentet på miljøkonferencen i Johannesburg i 2002. Solarkitektur signalerer høj miljø- og ressourcebevidsthed Facaden er opbygget af standard facadeprofiler af aluminium, som bliver tilpasset til hver enkelt bygning. I vægsystemet indgår døre og oplukkelige vinduer. Profilerne kan leveres i et stort antal farver og former. Solcelleruderne monteres imellem facadesystemets lodrette og vandrette sprosser på samme måde som konventionelle termoruder. Glaslister og gummilister fikserer ruderne. Cellerne masseproduceres på højteknologiske anlæg af store koncerner, hvis markedsandele af den totale produktion på 512 MW i 2002 var følgende: Sharp 24%; BP Solar 13%; Kyocera 12%; Shell Solar(incl. Siemens Solar) 9%; Sanyo 7%; Astropower 6%; RWE (ASE) 6% og Isofoton 5%. Derudover findes mange mindre producenter. Solcellernes råmateriale er silicium, og det er der nok af. Der gives op til 25 års garanti på solcellerne. Facadeintegrerede solcelleanlæg kan anvendes i mange former for byggeri, hvor man ønsker at have solindfald, lys og et indeklima, så man kan opholde sig og arbejde med god komfort. Samtidig bliver facaden et vedvarende energi kraftværk, hvorved bygherren signalerer miljøbevidsthed og omsorg for de knappe ressourcer. Den energi, der anvendes til fremstilling af solcellerne, tjener anlægget hjem på ca. tre år. Der er særdeles gode erfaringer med prototypeanlægget på Folkecenteret teknisk, æstetisk og hvad angår komfort. Facaden er klimaregulerende med en betydelig forbedring af indeklimaet med lavere sommer- og højere vintertemperaturer i det i øvrigt uopvarmede korridorareal.
Kabelføring og nettilslutning Solcelleruderne er opdelt i to lodrette felter. Fra hjørnerne af hver enkelt rudeelement føres plus og minus ledningerne ud igennem rudernes horisontale randforsegling i henholdsvis top og bund, så lavspændingsledningerne kan samles i den samme kabelbakke. Denne er en nyudvikling, som er diskret integreret i den indvendige del af facadeprofilerne. El-forbindelserne, der er lavvolt jævnstrøm, føres i usynlig montage frem til vekselretteren, der omsætter jævnstrøm til vekselstrøm af netkvalitet. Derefter er solcellestrømmen på nettet i den eksisterende husinstallation. Vekselretteren er af fabrikat Fronius, model Sunrice fra Østrig. Den er fuldstændig lydløs. Ved mørkets frembrud, hvor el-produktionen ophører, slukker inverteren automatisk ned. Vekselretteren skal være godkendt for tilslutning til elnettet. Der er opsat en energi- og effektmåler af fabrikat Conrad, der viser solcellernes produktion time for time. Nordvestjysk Folkecenter for Vedvarende Energi i Sdr.Ydby I august 2001 modtog Folkecenteret tilskud over PSO midlerne (Eltra) til udvikling af termoruder med transparente solceller anbragt i en facade. De semitransparente solceller blev efter en omfattende komponentresearch indkøbt hos producenten, RWE(ASE) i Tyskland. Det efterfølgende udviklingsarbejde skete i et tæt samarbejde med to danske virksomheder: Pilkington Danmarks fabrik for termoruder i Skive og FP ALU-GLAS i Viborg, der er producent af facadeelementer. Som et resultat af Folkecenteret s innovative F&U indenfor vedvarende energi kan virksomhederne i dag kan tilbyde et nyt nicheprodukt indenfor facader ved nybyggeri, tilbygning og renovering. I sidste halvår af 2002 blev solcellefacaden opsat. Monteringen blev udført på to dage af FP ALU-GLAS. Anlægget har produceret strøm fra den første dag efter at det var blevet tilsluttet inverteren og dermed det offentlige net. Folkecenterets solcelleelektriker, Thøger Larsen, udførte den elektriske montage. Facaden er en smuk grøn væg, der forbinder Folkecenterets reception med biblioteket. Folkecenteret besøges hvert år af mange studiegrupper, danske og udenlandske gæster, tekniske skoler, gymnasieklasser, folkeskoler, beslutningstagere og politikere og hver gang får de historien om facaden som fremtidens elværk. Efter to dage meldte FP ALU-GLAS: "Færdigt arbejde". Folkecenterets solelektriker, Thøger Larsen, lavede kabelføringen og eltilslutningen.
Tekniske data 48 ruder med solceller, ialt 1.730 Watt. Effekt pr. rude 36 Watt 26 m 2 solceller, monteret lodret, orienteret imod sydvest. Beregnet årsproduktion: 1.000 kwh. Produktion, øjebliksværdi 28. april kl. 13.00 162 Watt. Solindfald 960 Watt pr. m 2. Monteringssystem Standard facadeelementer, hvor ruderne stables imellem lodrette og vandrette sprosser. Monteringssystemet optager de vertikale kræfter. Glaslisterne fikserer modulerne horisontalt. Kabelføring Ledningerne fra solcellerne føres ud igennem forseglingen i termorudernes aluminiumrammer. Den er diskret integreret i facadebeklædningens langsgående kabelbakke, som fører ledningerne til inverteren. Der er samlet seks paneler pr. streng til 35 volt x 6, ialt 210 volt som føres til vekselretteren, der vender strømmen til 230 volt vekselstrøm. Strømmen går direkte ind i hus-installationen og derefter sendes evt. overskydende el på nettet. Solcelleruden Målene er 97 x 57 cm. Det semitransparente solcellemodul af tyndfilm typen er leveret fra RWE(ASE) i Tyskland. Cellerne er 30% transparente, hvilket medfører, at man kan se indefra og ud. Derimod kan man ikke se udefra og ind. Cellerne forhindrer uønsket indkik; samtidig er cellerne solafskærmende og producerer strøm. Solcellemodulet anvendes som det yderste lag glas i en traditionel termorude. En dansk termorudeproducent har integreret solcellemodulet i en almindelig termorude. Klimaregulerende egenskaber Indeklimaet er mærkbart forbedret i glaskorridor, som tidligere om eftermiddagen ved direkte sol blev overophedet. Pris Pr. termorude element med solceller, 1.680,- DKK
Folkecenteret har udført innovation, koordineret, lavet forsøg og udviklet integrerede solcellesystemer siden 1995 Som et led i Folkecenterets innovation indenfor førkommer cielle teknologier indledtes i 1995 sam arbejde med danske mindre og mellemstore virksomheder om udvikling, demonstration og produktion af nicheprodukter, hvori indgår solceller. Der er blevet udviklet fem solcelleprodukter til integration i bygninger. De er af forskellig karakter og kan skræddersyes til mange formål. 2 1. I 1995 modtog Folkecenteret fra Energistyrelsen tilskud til det første rudeintegrerede solcelle anlæg til facader i Danmark. Anlægget er på 20 m 2 og producerer pr. år 2.000 kwh. Udførende virksomheder var Gaia Solar A/S og Midtglas, Herning. I 1998 modtog Folkecenteret sammen med de øvrige projektdeltagere, Den Europæiske Solpris for projektet. Anlægget kan ses på Folkecenterets 720 m 2 kursusbygning SkibstedFjord. Følg de gule skilte fra P-plads. 1 2. I 2000 modtog Folkecenteret i samarbejde med Grøn Guide i Randers tilskud fra Energistyrelsen til udvikling og demonstration af et tagmonteringssystem, hvor solceller er anvendt til tagbelægning. I vinteren 2001 blev solcelletaget monteret på en boligejendom med 14 lejligheder. Anlægget er på 126 m 2 og producerer pr. år 7.700 kwh. Projektet er et af kvarterløftsprojekterne i Randers i området omkring Dronningensgade / Tøjhushavevej / Toldbodgade. Udførende mindre og mellemstore virksomheder var Gaia Solar A/S; El Jacobsen, Thyholm; Arkitekterne Caspersen & Krogh A/S, Randers. Arkitektfirmaet, Grøn Guide og Folkecenteret fik Den Europæiske Solpris for projektet. Anlægget kan ses i Dronningensgade 12, Randers. Se produktionsdata på displayet i trappetårnet.
3 3. 3. I 2001 modtog Folkecenteret tilskud fra Energistyrelsen til udvikling og demonstration af solmarkise med integreret silicium-tyndfilm solceller til solafskærmning af bygninger. 27 m 2 solceller er monteret på sydvendt gavl og vestre langside til afskærmning for solindfald i kontorer og mødelokaler. Solcelle anlægget har en nominel effekt på 750 Watt. Udførende virksomheder var Alu-PV, Bønnerup Strand; Gaia Solar A/S og RWE (ASE). Anlægget kan ses på Folkecenterets hovedbygning. 3 4 4. I 2001 modtog Folkecenteret tilskud fra PSO-midler (administreret af Eltra) til integration af transparente tyndfilm sol celler i facade. I vinteren 2002 blev det opsat 48 termoruder med 36 Watt solceller i hver rude. Elproduktionen pr. år er ca. 1.000 kwh. Udførende virksomheder var Pilkington Danmark, Skive; FP ALU-GLAS, Viborg, og RWE (ASE), Tyskland. Facaden kan ses på korridor ved Folkecenterets hovedindgang til receptionen. Fremtidens tagsten. Solceller i tagplade (skitse). 5. I oktober 2001 modtog Folkecenteret i samarbejde med Grøn Guide i Randers endnu et tilskud fra Energistyrelsen til nyudvikling og demonstration af aluprofiler med solceller til tagbelægning. Taget vil blive lagt op medio juli 2003 som en del af kvarterløftprojektet i Randers. Udførende er mindre og mellemstore virksomheder nemlig: Alu-PV, Bønnerup Strand; Gaia Solar A/S; Jydsk Tagteknik, Hinnerup og Arkitekterne Caspersen & Krogh, Randers. Solcelle-taget kan efter medio 2003 ses på beboerhuset Toldbodgade 17 i Randers.
Samarbejdspartnere Koordinering, forsøg og udvikling Nordvestjysk Folkecenter for Vedvarende Energi Kammergaardsvej 16, Sdr. Ydby 7760 Hurup Thy Tel. + 45 9795 6600 Fax. 9795 6565 E-mail: energy@folkecenter.dk www.folkecenter.dk Folkecenterets formål er at fremme udbredelsen af viden og information om vedvarende energi og økologi, samt at udvikle og afprøve vedvarende energiteknologier til fremstilling i mindre og mellemstore virksomheder. Termorudeproducent. Indbyggede solcellerne i termoruderne Pilkington Danmark A/S Oddervej 20 7800 Skive Tel. + 45 9615 4480 Fax. 9615 4444 E-mail: pilkington@pilkington.dk Facade leverandør og montering af termoruder med solceller FP ALU-GLAS A/S Frederik Pedersen Livøvej 19 8800 Viborg. Tel. +45 8662 6911 Fax. 8662 2625 E-mail: fp@fpaluglas.dk Udfører opgaver indenfor aluminiumsvinduer- og døre Glasfacader- og tage Aluminiumskonstruktioner Stålvinduer- og døre Plastvinduer- og døre Specialglas Automatiske døre. Producent og levering af transparent tyndfilm solceller RWE SOLAR Gmbh Hermann-Oberth-Strasse 11 85640 Putzbrunn, Tyskland Tel. +49 8946 264-104 Fax. +49 8946 264-111 E-mail: nicolas.gorihsen@solar.rwesolutions.com RWE SCHOTT Solar GmbH, Phototronics, beliggende i Putzbrunn ved München, har i mere end 15 år været involveret i udvikling, produktion og markedsføring af solenergi-systemer baseret på amorfe silicum tyndfilmteknologi. Projektet er gennemført med støtte fra PSO-F&U-midlerne med 447.000 DKK, som administreres af Eltra, Fredericia. Oplev det facadeintegreret solcelleanlæg på Nordvestjysk Folkecenter for Vedvarende Energi, Kammersgaardsvej 16, Sdr. Ydby, ved Hurup i Thy ved indgangen til receptionen. 2000/04/03. Idé, tekst og foto: Jane Kruse og Preben Maegaard. Design og produktion: ADventure.dk Trykt på 150 g Tom & Otto Silk