Wie Gebäude mehr Energie produzieren, als sie verbrauchen
Gebäude zu heizen und zu kühlen braucht enorm viel Energie. Jetzt haben Forschende der ETH eine automatisierte Solaranlage für Fassaden entwickelt, welche die Energiebilanz von Bauten umkehren kann.
Wie eine Sonnenblume: Die beweglichen Fotovoltaikelemente richten sich nach der Sonne aus. | Bild: Chair of Architecture and Building Systems, ETH Zürich
Ein gutes Drittel des weltweiten Energiekonsums geht auf das Konto von Gebäuden, die je nach Saison geheizt oder gekühlt werden müssen. Nun hat ein Forschungsteam um Arno Schlüter, Professor für Architektur und Gebäudesysteme an der ETH Zürich, eine Möglichkeit gefunden, um die Energiebilanz von Wohnhäusern oder Büros zu verbessern: eine Gebäudehülle aus mobilen Fotovoltaikelementen, die sich wie eine Sonnenblume am Sonnenstand ausrichten – und so im Vergleich zu statischen Fotovoltaikanlagen 50 Prozent mehr Strom produzieren.
Die Fotovoltaikplatten sind durch ein Netzwerk von leichten Stahlseilen verbunden, an denen kleine Apparate aus Stahl und Gummi befestigt sind. Diese Gummiteile sind aufblasbar und der Länge nach dreigeteilt, sodass die Menge Luft, die jeweils in die verschiedenen Abteile gepumpt wird, den Neigungswinkel einer Fotovoltaikplatte bestimmt. Die Ausrichtung der einzelnen Platten steuert ein Algorithmus selbstständig, doch die Bewohner können ihn mit ihrem Smartphone jederzeit übersteuern.
Wichtiger aber als die effizientere Stromproduktion ist laut Bratislav Svetozarevic, dem Erstautor der Studie, eine weitere Fähigkeit der automatischen Fotovoltaikanlage: «Unser System kann vor allem auch den Energieverbrauch reduzieren. » Denn der Algorithmus, der die Fotovoltaikplatten steuert, lässt im Winter mehr Licht und Wärme ins Zimmer. Doch im Sommer schirmt er die Glasfassade ab, damit die Klimaanlage weniger arbeiten muss. In Simulationsrechnungen für ein verglastes Bürozimmer in Zürich lieferte die Anlage denn auch 115 Prozent des jährlichen Energieverbrauchs – und verwandelte dadurch einen Energiekonsumenten in einen Energieproduzenten.
