Haustech 9/2017

Doppelfunktionen ermöglichen

In Chur wurde im August 2017 der erste Abschnitt in Betrieb genommen. Ende 2017 folgt die Fertigstellung der Anlage. (Foto: DHP Technology)
Gian Andri Diem (links) und Andreas Hügli nutzten eine Testanlage in Pragg-Jenaz zur Optimierung der faltbaren Solaranlage. (Foto: DHP Technology)
Morris Breunig /

Mit Umsetzung der Energiestrategie 2050 liegt der Fokus noch stärker auf der Nutzung erneuerbarer Energien. Stetig drängen neue Technologien für Solaranlagen auf den Markt. Gefaltet wird beispielsweise in Chur, wo ein Solarstrom-Kraftwerk eine Abwasserreinigungsanlage ergänzt.

Innovative Technologien für solare Gewinnflächen sind gefragt. Sie ersetzen konventionelle Fassadenbauteile und ergänzen Wohn- und Industriegebäude um In-Dach- und Auf- Dach-Anlagen. Im Kanton Chur entsteht derzeit in Zusammenarbeit von DHP Technology, der Stadt Chur und IBC das weltweit erste Solar-Faltdach über einer Kläranlage.

Das bewegliche, auf Seilbahntechnologie basierende Leichtbausystem «Horizon» überdacht dazu die Klärbecken der ARA Chur und ermöglicht dort die Energieerzeugung.Zusätzlich werden Algenbildung und Wartungsaufwand reduziert. Der jährliche Stromertrag von rund 540 000 kWh deckt rund 20 Prozent des Strombedarfs der ARA. Die von Horizon produzierte Energie wird somit direkt vor Ort verbraucht und Investitionen in Netzverstärkungen und kostendeckende Einspeisevergütungen erübrigen sich.

Ende 2016 begann der Aufbau von 
«Horizon». Nach Inbetriebnahme des ersten Bauabschnittes im August folgt die Fertigstellung noch in diesem Jahr.

Skalierbare Grundeinheit

Bei 50 auf 140 Metern erreicht die Anlage in Chur knapp eine Fläche von 7000 Quadratmetern bei einer Nennleistung von 630 kWp. Im eingefahrenen Zustand kann die Fläche um 90 Prozent reduziert werden. Die Grundeinheit von 17,5 auf 55 Meter ist beliebig erweiterbar.

«Das System reagiert automatisch auf Witterungsbedingungen und kehrt dann in die Ausgangsposition zurück. Zuständig ist ein von der ZHAW mitentwickelter Meteo-Algorithmus und die Meteostation auf dem Solarfaltdach zur Nutzung lokaler Daten», erklärt Gian Andri Diem, Firmenmitgründer des Herstellers.

Als Einsatzkriterium gilt laut Diem «der Schutz vor starken Kräften bei extremen Wetterlagen wie Sturm ab 50 km/h, Hagel und Schnee. Dann ist das Solar-Faltdach mit Stützabständen von 25 Metern und bis 5 Meter über dem Boden einsetzbar.» Doppelfunktionen bereits wirtschaftlich genutzter Flächen zur Solarstromproduktion ohne die von fixen Installationen bekannten Einschränkungen werden erst dadurch möglich.

Dazu könnten die in Chur verwendeten Systeme auch in weiteren Gebieten der Schweiz Beachtung finden, denn das Verlangen nach innovativen Lösungen wird laut Jürgen Ragaller, Umwelt und Energie (UWE) beim Kanton Luzern, weiter steigen: «Ich bin überzeugt, dass in Zukunft die Vielfalt der wirtschaftlich einsetzbaren PV-Anwendungen stark zunehmen wird. Dazu gehören kreative Lösungen wie die faltbaren Solarpanels. Mit der künftigen Produktion von günstigen, leichten und flexiblen PV-Materialien darf man zudem gespannt sein auf weitere Anwendungen, wie bedruckbare Panels, rollbare Materialien oder die Integration in Fahrzeugen.»

Leichtere Spezialanfertigung

Glasfaser als Spezialanfertigung eines österreichischen Unternehmens wird für die Module eingesetzt. «Das Gewicht der Module ist damit deutlich geringer, was die Integration in das Faltdach erleichtert. Dennoch erreichen sie die gleiche Garantie und Zertifizierung wie herkömmliche Module und weisen ebenfalls identische Leistungsdaten auf», verspricht Andreas Hügli von DHP Technology.

Im Vergleich zu einem Glasmodul mit einem Gewicht von 20 bis 25 Kilogramm wiegt das Leichtmodul in Chur lediglich drei Kilogramm. Eine Blendwirkung bleibt zudem aus und erlaubt damit die Sonnenschutzfunktion des Faltdaches in hochtemperierten Gebieten. Die beweglichen Bauteile sind hingegen aus rostfreiem Stahl oder Spezialkunststoffen gefertigt, verzinkter Stahl mit einer zusätzlichen Beschichtung gegen Rost bildet das Tragwerk.

Kläranlagen sind derzeit das bevorzugte Metier des Start-ups aus Landquart. «Ab 2018 soll das erste Projekt für Parkflächen folgen. Ausserdem prüfen wir Anwendungen für den Heimbereich wie Gärten, Terrassen oder Einfahrten. Auch eine Gebäudeintegration an Flughäfen, Einkaufszentren oder Freizeitanlagen ist reizvoll», erklärt Hügli.

Hohe Lebensdauer bei PV-Modulen

Besitzer von PV-Anlagen profitieren von Langzeiteffekten, liess auch Swissolar kürzlich wissen. Denn die europaweit erste ans Netz angeschlossene Anlage verrichtet bereits seit 35 Jahren ihren wertvollen Dienst. Installiert wurde die 10-kW-PV-Anlage 1982 auf dem Dach der heutigen Fachhochschule Südschweiz SUPSI in Canobbio, Tessin. Die unbeweglichen Bauteile von Photovoltaikanlagen 
begünstigen hierbei eine lange Nutzungsdauer. Agile Bauteile sind hingegen 
charakteristisch für «Horizon».

Hinsichtlich der Lebenserwartung ist Diem jedoch unbesorgt: «Das Solar-Faltdach ist für 
eine Mindestlebensdauer von 25 Jahren ausgelegt. Die beweglichen Teile erreichen eine Zyklenfestigkeit von 40 000 Ein- 
und Ausfahrten. Vorsichtshalber planen wir mit leicht erhöhtem Wartungsaufwand von zusätzlich 1,5 Rp/kWh gegenüber fixen Anlagen. Die auf einem Stahlrahmen stabilisierten Module werden durch das Aus- und Einfahren nicht 
zusätzlich beansprucht. Im Gegenteil: Bei Witterungseinflüssen, insbesondere Schnee und Sand, sind sie in einer 
Garage geschützt. Das bringt Vorteile gegenüber fixen Anlagen.»

Aspekte, die auch im gesamtwirtschaftlichen Kontext 
zu analysieren sind, findet Reto Manser, Leiter Siedlungswasserwirtschaft, Bau-, Verkehrs- und Energiedirektion beim Kanton Bern: «Werden die Kernprozesse der ARA nicht beeinträchtigt und 
stimmen standortspezifische sowie individuelle Voraussetzungen, kann eine 
Investition sinnvoll sein. Zudem ist 
die gründliche Kalkulation für eine 
wirtschaftliche Lösung massgebend. Denn das Potenzial für innovative 
Solartechniken ist vorhanden und derartige Umsetzungen sind grundlegend zu begrüssen.»