Solardachpfannen

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Solardachpfanne.NRW ‐ Dezentrale Strom‐ und Wärmeversorgung made in NRW 

Projektpartner: Technische Hochschule Köln

Dieses Vorhaben wird aus Mitteln des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) gefördert.

Bei den aktuell auf dem Markt vorhandenen Systemen wird typischerweise auf ein bereits mit Dachpfannen eingedecktes Dach ein weiteres Aufnahmesystem installiert (aufgeständert), welches dann Panele (Solarstrom oder Solarthermie) aufnimmt. Die "Verschandelung" und die unzureichende Ausnutzung der Dachfläche sind (neben den Montagekosten einer solchen "Doppeleindeckung") die gravierenden Nachteile dieses Systems. Statt einer "normalen" Dachpfanne eine Solardachpfanne zu decken ist eine durchaus nahe liegende Lösung. Es bedarf aber einer sehr effizienten Konstruktion, so dass diese Solardachpfannen auf den vorhandenen Dachlatten mit unterschiedlichem Lattenabstand schnell und einfach montiert werden können. Auch bedarf es eines Dachsystems, welches die Zu- und Ableitung des Fluids (bei Solarthermie) und des Stroms (bei Solarstrom - auch Photovoltaik genannt) gewährleistet. Diese Solardachpfannen und diese Dachsysteme werden von uns entwickelt und sind bereits in verschiedenen Patenten patentiert worden. Dabei haben unsere Solardachpfannen die gleichen Abmessungen und das gleiche Gewicht wie vergleichbare Dachpfannen aus Ton, sind aber erheblich stabiler, langlebiger, besser begehbar und sturmsicherer. 

Im Rahmen des oben genannten, EFRE geförderten Forschungsprojektes in Kooperation mit der Technischen Hochschule Köln wird die Solardachpfanne so weiterentwickelt und optimiert, dass sie in einer Massenfertigung produziert und wie eine herkömmliche Dachpfanne eingesetzt werden kann. Im Fokus steht sowohl die einzelne Solardachpfanne als auch das Gesamtsystem, also die Serienschaltung mehrerer Solardachpfannen. Die Leistungsfähigkeit des Systems wird in Versuchen im Labor sowie auf Dachflächen untersucht.

Solardachpfanne MH Planum            Solardachpfanne MH Biberschwanz

Die Solardachpfanne MH kombiniert die Photovoltaik (elektrische Energiegewinnung) mit der Solarthermie (thermische Energiegewinnung) durch die Bildung eines Luftkanals, welcher infolge der Überlappung der einzelnen Solardachpfannen entsteht. Dieser Luftkanal sorgt gleichzeitig für eine Hinterlüftung und damit Kühlung der Solarzellen, wodurch die Effizienz bei der Stromgewinnung und die Lebensdauer der Zellen erhöht werden. Die angewärmte Luft kann mit einer Wärmepumpe für die Brauchwassererwärmung oder Fußbodenheizung genutzt werden.

Die Solardachpfanne MH kann auf herkömmliche Art verlegt sowie schnell und sicher (auch einzeln) ausgetauscht werden. Die Solarzellen sind von außen nicht sichtbar, wodurch die Optik eines normalen Hausdaches erhalten bleibt.

Die spezifische Nennleistung ist mit 170 W/m² extrem hoch, sodass für eine Leistung von 10 kWp (STC) nur 60 m² Dachfläche benötigt werden. Der Rest der Dachfläche wird mit kostengünstigen Komplementärdachpfannen (normale Dachpfannen) gedeckt.

Wegen des kleinen Modulformats lassen sich auch zerklüftete Dachflächen optimal ausnutzen und Verschattungen können deutlich besser kompensiert werden.

Die Solardachpfanne MH kann in verschiedenen Designs und Farben gestaltet werden.

Vorteile der Solardachpfanne MH:

• Optischer Eindruck eines normalen Dachs (Solarzellen nicht sichtbar)
• Hinterlüftung trotz Dachintegration
• Hohe Leistungsdichte
• Optimale Dachausnutzung
• Sehr gute Verschattungskompensation
• Solardachpfannen sind begehbar
• Hohe Sicherheit dank Abschaltung auf Modulebene
• Unbrennbar
• Sehr sicher gegen extremen Hagelschlag
• Sehr sicher gegen extremen Sturm (Sturmsog)
• Gut aus einer gedeckten Dachfläche einzeln ein- und ausbaubar
• Viele Farben möglich, dank neuer Multilayerbeschichtung
• Lange Lebensdauer dank Glas/Glas-Bauweise
• Abtaufunktion für Gebiete mit Schneefall d.h. Nutzung auch im Winter
• Optional Abwärmenutzung der Solardachpfanne über Wärmepumpe

Mit der Solardachpfanne MH befinden wir uns derzeit in der Testmusterphase. Auf der Messe Intersolar Europe in München (Mai 2019) haben wir diese Solardachpfannenvariante erstmals der Öffentlichkeit präsentiert. Auch in diesem Jahr werden wir wieder auf der Messe Intersolar Europe in München (17.-19. Juni 2020) ausstellen und die ersten voll-funktionsfähigen Prototypen auf einer Musterdachfläche präsentieren.

Für die weitere Entwicklung bis zur Serienfertigung suchen wir noch zusätzliche Investoren und Partner. Möchten Sie dieses Projekt gemeinsam mit uns vorantreiben und zum Erfolg führen - dann freuen wir uns auf Ihre Kontaktaufnahme unter: 

sdp@paxos.gmbh

Die Solardachpfanne VH kombiniert die Photovoltaik mit der Solarthermie unter Einsatz einer Flüssigkeit (wie in Wärmekollektoren), welches die Solarzellen kühlt und wodurch das Heizungssystem direkt unterstützt werden kann d.h. ohne Wäremepumpe. 

Copyright: RheinEnergie

Verkettung der Pfannen mit "Klick-In-System". Verblüffend einfach und schnell ist das "Klick-In-System", mit dem ein Dach genauso schnell eingedeckt werden kann wie ein Dach mit normalen Dachpfannen. Durch die Längenveränderlichkeit passen die Pfannen auf das normale Lattenmass (die Abstände der Latten variieren um bis ca. 10% je nach Dachlänge und Anzahl der Pfannen, damit eine ganzzahlige Anzahl Pfannen ungeschnitten gedeckt werden kann). 

Leistungsdaten Solardachpfanne VH:

- 4 Wafer (12,6 cm x 12,6 cm) mit je 0,6 Volt MPP-Spannung und je 4,1 Watt peak

- 1 Absorber (33 cm x 30 cm) mit Wärmetauscher

- damit 16,4 Watt peak elektrisch pro Solardachpfanne (STC)

- damit 30 Watt peak thermisch pro Solardachpfanne *

   (* bei 50 Grad Celsius Temperaturdifferenz und 1000 W/qm Einstrahlung)

- Sichtmaße der Solardachpfanne bei maximaler Überdeckung:

  30 cm breit, 36 cm lang/hoch

- damit hat eine Dachseite eines Satteldaches eines "typischen"                         Einfamilienhauses von 12 m Dachbreite und 7,2 m gestreckter                   Dachlänge/Höhe

  40 Pfannen in der Breite sowie 20 Pfannen bei maximaler Überdeckung in der       Höhe also 800 Solardachpfannen

- die elektrische Leistung wäre damit 13,12 kW peak und

- die thermische Leistung wäre damit 24 kW peak

Dieser Energieertrag bei der Photovoltaik wird bei der Solardachpfanne VH auch tatsächlich erreicht, während herkömmliche Anlagen im Sommer ab 25 Grad Celsius mit ca. 0,4% pro weiteren Grad an Aufheizung degradieren, d.h. oft erheblich weniger Ertrag bringen.

Hinweis 1: Als eine Art "verdeckte Leistung" bietet die Solardachpfanne VH ein weitaus kühleres Dachgeschoss im Sommer, bei welchem dann auch keine oder bedeutend weniger Leistung für die Klimaanlage benötigt wird.

Hinweis 2: Die Leistungsdaten für das Dach beziehen sich auf ein Dach ohne Gaube, Dachfenster, Antennenmast o.ä. 

Allerdings sind solche "ertragsmindernden" Elemente bei der Solardachpfanne-VH weniger problematisch als bei herkömmlichen Panelen, weil diese Elemente überbrückt werden können und nicht mit der Fläche eines ganzen Panels (oder gleich mehrerer) ausgespart werden müssen.  

Hinweis 3: Wenn im Hochsommer die Photovoltaik auf optimale 25 Grad Celsius gekühlt wird, um auch dann den maximalen Ertrag zu haben, wird mit einem patentierten "Kühlkamin" gekühlt - mehr dazu unter dem Reiter Kühlkamin. Das würde aber auch bedeuten, dass der Ertrag bei der Solarthermie entsprechend gering wäre. Dies kann durch zwei Dinge behoben/verändert werden. 

1. Eine Steuerung, die bewusst für die Ladung des Pufferspeichers eine gewisse Zeit eine höhere Temperatur (weniger Kühlung) zulässt
2. Nacherhitzung mit Strom im Bedarfsfalle (für das Duschen etc.)

Welche der zwei Möglichkeiten (auch in Kombination möglich) angewendet werden hängt vom individuellen Bedarf sowie der Ausrichtung der Dachfläche ab. 

Die Solardachpfanne VH befindet sich in der Prototypenphase und wird derzeit gemeinsam mit unseren Partnern auf ihre Industrialisierbarkeit getestet.