Entwicklung und vergleichender Test eines Gesamtpakets für bifaziale PV-Systeme auf Gründächern

Zusammenfassung

Bifaziale und monofaziale PV-Module werden auf einem begrünten Flachdach in verschiedenen Aufständerungsformen installiert. Erträge klassischer Anordnungen werden mit jenen bei vertikaler Installation bifazialer Module verglichen, welche günstig sein kann um Zielkonflikte zwischen PV und Begrünung zu minimieren. Um einen möglichst hohen Ertrag zu ermöglichen wird ein Gründach mit hohem Reflexionsvermögen und niedrigem Bewuchs realisiert, sowie eine angepasste Unterkonstruktion entwickelt. Hierzu wird ein spezielles Substrat sowie angepasstes Saatgut eingesetzt und die Qualität der Begrünung verglichen. Die resultierenden Standortbedingungen und die Biodiversität werden vergleichend untersucht. Durch die tendenziell höheren notwendigen Schichtdicken der Substrate zur Ballastierung erhöht sich die Wasserspeicherung und die damit verbundene Klimatisierungsleistung des Daches. Ziel des Projekts ist der Entwurf und Test eines praxistauglichen Gesamtpakets zur Kombination von Gründach und PV.

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Schlussbericht

Ökologisch wertvoll begrünte Flachdächer sind sinnvoll und werden wegen ihrer positiven Effekte (Re-genwasserretention, Urban Heating, Biodiversität, ...) zunehmend gefordert. In diesem P&D-Projekt wurden auf einem solchen Gründach vertikal installierte bifaziale PV-Systeme mit nun kommerziell ver-fügbaren Komponenten installiert und mit konventionellen Systemen verglichen. Hohe Substratdicke und guter Wasserrückhalt führen zu einem vergleichsweise starken Bewuchs ohne Bewässerungsbe-darf, der dank der vertikalen Module dennoch gut zu pflegen ist (1-2 Einsätze/Jahr und 10-20 CHF/kWp). Die Regenwasserretention wurde mit Wasserspeicherelementen, Drosseln und speziellem Substrat op-timiert. Das Projekt kann als wegweisend für Dachbegrünungen mit hohem Wasserrückhalt und den-noch sonnigen Standortbedingungen (vertikale PV) angesehen werden, auf dem auch feuchteliebende Arten gefunden werden konnten. Ein Flächenbelegungsgrad der vertikalen PV-Teilsysteme von 50 % wurde als Kompromiss aus absolutem Energieertrag und gegenseitiger Verschattung der vertikalen Mo-dule gewählt. Im Vergleich zu einer klassischen, flachen PV-Anlage mit gleichem Flächennutzungsgrad auf einem Kiesdach liegen die Kosten des Solargründachs wie im Projekt realisiert bei +15-25 % Invest für Butterfly auf Gründach und +25-35 % Invest für Vertikal auf Gründach. Die vertikalen Systeme liefern dabei 70-95 % der Energieerträge von konventionellen Systemen, je nach Jahr und ausgewähltem Ver-gleichssystem. Unterschiede durch die Substratalbedo wurden durch den Bewuchs in kurzer Zeit nivel-liert. Unter Berücksichtigung des Verschattungsszenarios lassen sich auch Erträge vertikaler Systeme innerhalb der Messwert-Schwankungsbreite der Teilsysteme simulieren. Dichtere Belegungen als hier umgesetzt wurden simuliert und mit miniaturisierten Systemen getestet, um das Potenzial noch höherer Gesamterträge zu untersuchen.

Projektdetails

Forschungsstelle
BFE
Projektstatus
Abgeschlossen
Projekttyp
Forschungsprojekt
Startdatum
2020-11-30
Enddatum
2025-01-30
Bewilligte Gesamtkosten
CHF 110445.00
Sektion
Photovoltaik
NABS Politikbereich
Erzeugung, Verteilung und rationelle Nutzung der Energie

Kategorien

Solar photovoltaics Photovoltaik (Solarzellen, Anlagen) Demonstrationsprojekt

Labels

Photovoltaik P+D