Markise med transparente solceller
Markise med transparente solceller
Markise med transparente solceller
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
<strong>Markise</strong> <strong>med</strong><br />
<strong>transparente</strong> <strong>solceller</strong><br />
Projektet er udført <strong>med</strong> tilskud<br />
fra det 3-årige udviklings- og<br />
demonstrationsprogram for<br />
bygningsintegrerede <strong>solceller</strong> som<br />
administreres af Energistyrelsen.<br />
J.nr. 51181/01-0016<br />
Af<br />
Lars Yde<br />
Maj 2002<br />
1
<strong>Markise</strong> <strong>med</strong><br />
<strong>transparente</strong> <strong>solceller</strong><br />
FC Print<br />
ISBN:???????????<br />
Af<br />
Lars Yde<br />
Maj 2002<br />
Projektet er udført <strong>med</strong> tilskud<br />
fra det 3-årige udviklings- og<br />
demonstrationsprogram for<br />
bygningsintegrerede <strong>solceller</strong> som<br />
administreres af Energistyrelsen.<br />
J.nr. 51181/01-0016<br />
2
INDHOLDSFORTEGNELSE<br />
BAGGRUND............................................................................................................................ 4<br />
PILOTANLÆGGET............................................................................................................... 4<br />
UDVIKLING AF MARKISE MED TRANSPARENTE SOLCELLER............................ 4<br />
UDVIKLING AF MONTERINGSSYSTEM. ....................................................................... 5<br />
UDVIKLING AF KABELFØRING. ..................................................................................... 7<br />
NETTILSLUTNING ............................................................................................................... 8<br />
MÅLEPROGRAM OG KVALITETSSIKRING. .............................................................. 10<br />
INDHØSTNING AF DRIFTSERFARINGER. .................................................................. 13<br />
3
Baggrund<br />
Baggrunden for projektet er et ønske om at integrere <strong>solceller</strong> i et<br />
bygningselement for derved at opnå en pris som er mindre end prisen for<br />
solcelleanlægget og bygningselementet hver for sig. Besparelsen kan derefter<br />
indregnes i solcelleanlæggets økonomi.<br />
Dette projekt handler om integration af <strong>solceller</strong> i en solafskærmning i form af<br />
en markise.<br />
Pilotanlægget.<br />
For at afprøve det nye solcellekoncept i praksis, inklusiv monteringssystemet,<br />
samt for at tilvejebringe et referenceanlæg til brug for markedsføringen af<br />
produktet er der opført en markise <strong>med</strong> 28 moduler. <strong>Markise</strong>n producere el og<br />
samtidig forbedrer den indeklimaet i de sydvestvendte ingeniørkontorer i<br />
Folkecenterets hovedbygning. Disse kontorer er pga. orienteringen ofte stærkt<br />
plaget af direkte solindfald, hvorfor denne placering på udmærket vis<br />
demonstrerer markisens anvendelighed.<br />
Udvikling af markise <strong>med</strong> <strong>transparente</strong> <strong>solceller</strong>.<br />
Grundelementet i markisen er et semitransparent solcellemodul af tyndfilm<br />
typen fra det tyske firma RWE Solutions, det tidligere ASE. Cellerne er 10%<br />
<strong>transparente</strong>, hvilket er tilstrækkeligt til at give en effektiv solafskærmning<br />
uden at blokere udsynet.<br />
Solcellemodulet der er et laminat monteres i et stativ i en fast position oven<br />
over de vinduer som skal solafskærmes. Se efterfølgende tegninger<br />
4
Udvikling af monteringssystem.<br />
Solcellemelaminatet måler 600 X 1000 mm, hvilket giver mulighed for<br />
markisebreder på 600, 1000 og1200 mm.<br />
Til demonstrationsanlægget blev det valgt at montere solcellelaminaterne<br />
således at bredden på markisen blev 1000 mm. Herved blev der opnået en<br />
tilpas solafskærmning samtidig <strong>med</strong> at markisens proportioner arkitektonisk<br />
passede godt til bygningen.<br />
5
Montagesystemet blev udviklet sammen <strong>med</strong> firmaet Alu-PV, som har rod i<br />
solafskærmningsfirmaet DASOLAS. Projektet kunne derfor trække på mange<br />
års erfaring <strong>med</strong> solafskærmning. Det gjaldt både den mekaniske opbygning<br />
af markisen, samt dens funktion som solafskærmning.<br />
Monteringssystemet blev opbygget af ekstruderede aluminiumprofiler <strong>med</strong> tspor<br />
hvori boltehoveder kan skydes ind og således give en delvis skjult<br />
samling.<br />
Glaslister fastgjort <strong>med</strong> skruer i sprosseprofilet.<br />
Sprosseprofilet og beslagene blev udviklet specielt til dette projekt, <strong>med</strong>ens<br />
de øvrige profiler var fra Dasolas’ program for solafskærmning.<br />
Specialbeslag i svejst og galvaniseret jern<br />
Specialbeslag i aluminium.<br />
6
Udvikling af kabelføring.<br />
Plus og minus ledningerne fra hver solcellelaminat er ført frem til inverteren<br />
sikkert og næsten usynligt. Fra de små junktion bokse på solcellelaminaterne<br />
føres kablet i en t-rille i alu-sprossen frem til en kabelbakke i form af et u-profil<br />
monteret i markisens fulde længde.<br />
Kabelføring fra junktion boks til t-spor i alu-sprosse<br />
Kabelføring fra junktion boks til t-spor i alu-sprosse<br />
Aluminium u-profil som kabelbakke<br />
Modulerne er serie- og parallelforbindet så de matcher inverterens dcspænding.<br />
Da der ikke kan forekomme skygger på <strong>solceller</strong>ne er der ihhe<br />
monteret bypass-dioder.<br />
7
Nettilslutning<br />
Solcellerne blev tilsluttet til det offentlige net via en FRONIUS micro <strong>med</strong><br />
følgende data og udseende.<br />
Solcellerne fra RWE Solutions (tidligere ASE, TESAG) har følgende data.<br />
8
Solcellelaminaterne blev forbundet i serie <strong>med</strong> 3 i hver streng som derefter<br />
blev parallelforbundet. Med en tomgangsspænding på 93 Volt giver det 279<br />
Volt ved standardbetingelserne, 1000 W/m 2 og 25 o C. Med en<br />
temperaturkoefficient på -0,33 V/ 0 C vil spændingen stige til 312 Volt hvis<br />
temperaturen falder til –10 o C. Inverteren kan maksimalt tåle 350 Volt på<br />
indgangen, så der er ingen fare for over belastning.<br />
Laminaterne har en nominel bedste virkningsgrad ved 68 Volt. Med 3 i serie<br />
giver det 204 Volt. Inverteren søger efter det optimale arbejdspunkt (bedste<br />
virkningsgrad) i et spændingsområde fra 120 til 300Volt. 204 Volt ligger<br />
således fint i mitten af dette område.<br />
Måleprogram og kvalitetssikring.<br />
For at dokumenterer kvaliteten af det nye produkt, blev to prøvemoduler testet<br />
på SolEnergiCenteret. Se efterfølgende.<br />
Efter installeringen af pilotanlæggeter er ydelsen for det samlede anlæg målt<br />
og sammenlignet <strong>med</strong> den beregnede ydelse på grundlag af målingerne poå<br />
testmodulerne. Se efterfølgende.<br />
DISSE MÅLINGER ER ENDNU IKKE UDFØRT DET ER VIGTIGT AT DE<br />
UDFØRES INDEN YDELSEN FALDER PGA. REVNER. Testene som skal<br />
udføres af SolEnergiCenteret er budgetteret til 100.000 kr. hvor halvdelen<br />
betales af SolEnergiCenteret via en særbevilling fra ”Det treårige program for<br />
bygningsintegrerede <strong>solceller</strong>.<br />
ASE standardmodulerne (glas-glas) er ISPRA godkendt. De er testet til<br />
sikkerhedsklasse II (600 V, 68 Volt, panelet op til 1500V).<br />
Modulerne leveres <strong>med</strong> en effekt på 18% over den nominelle effekt for at<br />
kompensere for Staebler Wronski effekten. Denne effekt <strong>med</strong>fører at ydelsen<br />
aftager og stabilisers på et lavere niveau svarende til den nominelle ydelse, i<br />
løbet af en til to måneder afhængig af solstrålingen.<br />
Inden programmet blev nedlagt foretog SolEnergiCenteret målinger på to<br />
laminater, et på 36 Volt og et på 68 Volt. Resultaterne er gengivet på de<br />
næste sider.<br />
10
Som det fremgår af testene ligger <strong>solceller</strong>nes ydelser på henholdsvis 29 og<br />
30 Watt. Det er henholdsvis 7 og 11% over den nominelle ydelse på 27 Watt<br />
og skyldes at cellerne var nye og endnu ikke haved stabiliseret sig på deres<br />
blivende effekt.<br />
Indhøstning af driftserfaringer.<br />
Testen af modulerne på SolEnergiCenteret kan ikke afsløre fejl på anlægget<br />
som måtte skyldes monteringssystemet. Det kan være elektriske såvel som<br />
mekaniske fejl. Anlægget bliver derfor holdt under observation efter<br />
installeringen.<br />
Det kan her nævnes at et lignende anlæg <strong>med</strong> vinduesintegrerede<br />
krystallinske <strong>solceller</strong>, som Folkecenteret udviklede og installerede i et<br />
pilotprojekt sammen <strong>med</strong> Midtglas, fik revnedannelser i den resin som<br />
cellerne var indstøbt i. Fordi fejlen viste sig på pilotanlægget blev den rettet i<br />
tide.<br />
Midt i juni måned 2002 ca.et halvt år efter at markiserne var blevet monteret i<br />
aluminium profilerne blev det konstateret at ca. halvdelen af laminaterne var<br />
revnet.<br />
Laminaterne består af et 3 mm tykt råmoul lamineret sammen <strong>med</strong> et stykke 6<br />
mm tykt hærdet glas. Råmoulet vender mod solen og det hærdede glas mod<br />
bygningen.<br />
En nærmere undersøgelse afslørede at alle revner startede i kanten af<br />
laminaterne, ud for en skrue i glaslisten. Hver solcelle er understøttet af 6<br />
strimler tætmungsliste i teflonarmeret skumplast, 3 på hver side. Hver<br />
strimmel er ca. 70 mm lang. Mellem laminaternes overside og glaslisten er<br />
der monteret en strimmel dobbeltklæbende tape på 40 mm ud for hver skrue<br />
hul. Det betyder at når skruerne strammes vil de teflonbelagte skumlister<br />
komprimeres indtil de er helt flade og ydderligere komprimering ikke er mulig.<br />
Undersøgelsen viste også at de skruer som havde forårsaget revnedannelser<br />
var spendt så hårdt at tætningslisten var komprimeret fra den oprindelige<br />
tykkelse på ca. 6 mm til under 1mm.<br />
Der er således ingen tvilv om at årsagen til revnedannlsen skyldes for hårdt<br />
spændte skruer.<br />
Løsningen er at anvende skruer der er så lange at de blivr skruet i bund ved<br />
en komprimering af tætningslisten på ca. 3 mm.<br />
Det blev endvidere konstateret at solcellelaminaterne var skredet 20 til 30 mm<br />
i alu-profilerne væk fra byningen. Det betyder at den dobbeltklæbende tape<br />
ikke har værtet istand til at forhindre en udskridning. Løsningen på dette<br />
problem er at monterer en stopklods for enden af alu-speossen, evt. På<br />
undersiden af glaslisten.<br />
13