Entwicklung eines temperaturregulierenden Fotovoltaik-Fassadenpaneels mit PCM - Ein Beitrag zu gebäudeintegrierter PV in Pfosten-Riegel-Fassaden

Opake Fassadenbereiche besitzen ein großes Potenzial zur Energieerzeugung durch den Einsatz von Fotovoltaik (PV). Die Leistung der Module sinkt mit zunehmender Temperatur der PV-Zellen, wodurch sich die Verwendung im Fassadenbereich bisher hauptsächlich auf Kaltfassaden beschränkt hat, da hier die Hinterlüftung zur Kühlung der PV-Module beiträgt. Im Unterschied zu Kaltfassaden erfolgt bei standardmäßigen Pfosten-Riegel-Fassaden (Warmfassaden) keine Hinterlüftung. Um auch hier den Einsatz von PV-Modulen zu realisieren und gleichzeitig den temperaturbedingten Leistungsabfall zu minimieren, sollen die PV-Module mit rückseitig angebrachten Latentwärmespeichern (PCM) kombiniert werden. Erreicht die Temperatur in der Fassade den festgelegten Schmelzpunkt des gewählten PCM, erfolgt ein Phasenübergang von fest zu flüssig. Dabei absorbiert das Material thermische Energie und entzieht sie auf diese Weise dem PV-Modul, sodass ein Temperaturanstieg abgepuffert wird. Nachts wird die im PCM latent gespeicherte Wärmeenergie wieder an die Umgebung abgegeben.

Development of a temperature-regulating photovoltaic façade panel with phase change material - a contribution to building-integrated PV in mullion and transom façades
Opaque façade areas show great potential for generating energy by using photovoltaic (PV) modules. Their use in the façade sector has so far been limited mainly to cold fronts because the performance of these modules drops with increasing temperature of the PV cells. In contrast to cold fronts, rear ventilation in order to cool the modules is not possible in standard mullion and transom façades. To ensure low module temperatures and thus a high performance, the PV modules are combined with rear-mounted phase change materials (PCM). When the temperature in the façade reaches the defined melting point of the selected PCM, it results in a phase transition from solid to liquid. The material absorbs thermal energy from the PV module and the temperature increase of the module can be buffered. At night, the thermal energy which is latently stored in the PCM is released back into the ambient air.