A német tudósok által tervezett modul-homlokzatot integrálni kell az épület műszaki berendezéseivel. A napenergia segítségével a homlokzat mögötti helyiség számára biztosítható az áram, ugyanakkor a fűtés, a hűtés és a szellőzés is.
A rendszer technológiájához kapcsolódó összes részegységet a homlokzati elemben helyezik el.
Fraunhofer Institute for Building Physics IBP
A Fraunhofer Intézet (Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems, ISE) épületfizikai részlegének kutatócsoportja (IBP) és a Fraunhofer Institute energia gazdaságossággal és energiarendszerekkel foglalkozó részlege (IEE) jelenleg egy megújuló energiával működő energia modul homlokzaton dolgozik.
A tudósok szerint a modul nem csak az épületet képes ellátni napenergiával, de képes biztosítani a helyiségek fűtését, hűtését és szellőzését is.
A modul lelke a fotovoltaikus rendszer, amelyet hőszivattyúval kombinálnak, ez állítja elő a hőt és biztosítja a hűtést, valamint egy decentralizált, hővisszanyeréses szellőztető eszközzel. A rendszer technológiájához szükséges összes részegységet a homlokzati elembe építik be, amely magában foglalja az előre gyárthatóság magas fokát, amelyről azt állítják, hogy csak minimális beavatkozást igényel.
„Nem renováljuk az egész épületet, csak a homlokzatot” – magyarázta Jan Kaier, a Fraunhofer IEE projektvezetője és tudósa. „A jövőben a régi homlokzatot új, iparilag előgyártott modulokra fogják cserélni, integrált rendszerszintű technológiával együtt, amely többfunkcióssá és az új energiaszabványoknak megfelelővé teszi.
A mögötte elhelyezkedő irodai tér teljes hűtési, fűtési és szellőzési technológiája beépítésre kerül a homlokzatba. Mivel a fűtés és a szellőzés technológiája már integrálásra került, nem kell új csöveket lefektetni az épületen belül. A homlokzatnak azonban biztosítania kell az áram csatlakoztatását, hogy képes legyen légkondicionálást és szellőzést nyújtani a helyiségeknek akkor is, amikor nincs napenergia termelés.
A modul homlokzatot elsősorban irodai és kormányzati épületekhez szánták, valamint olyan iskolaépületekhez, amelyeket Németországban az 1950-es és az 1970-es évek között vázszerkezetes módszerrel építettek. Teherhordó falak helyett megerősített betontámasztékok tartják az aljzatbetont. A Fraunhofer kutatói szerint a régi homlokzati elemeket el fogják távolítani a felújítás során, és új, padlótól a mennyezetig érő modulokat függesztenek fel az épület szerkezete előtt.
A modul homlokzat egy műszaki egysége 1,25 m széles, 30 cm mély, és egy körülbelül 24 m2 alapterületű helyiséget képes ellátni. A beépített fotovoltaikus elemek elektromos áramot állítanak elő és ellátják a rendszer részegységeit is. Ugyanakkor a hőszivattyú a fűtést és a hűtést is képes működtetni, egyidejűleg az energiaáramlások intelligens vezérléséért is felelős. A modul elem mögötti légrésben elhelyezett ventilátoros fűtőegységen keresztül vonja ki a hőt a kültéri levegőből, és hő formában továbbítja a mögötte található helyiségbe egy ventilátoros fűtőegység segítségével. Ha hűtésre kell használni, akkor a ciklus fordított irányban zajlik, hőt von ki a beltéri levegőből, és a kültéri levegőbe bocsátja ki.
A légcserét és a hővisszanyerést egy beépített, decentralizált szellőzéstechnológiai egység szabályozza. A levegőreteszek megcélzott összekapcsolásának köszönhetően csak egy ventilátor szükséges, amely minimális energiafogyasztást igényel. A szellőztető eszköz ciklikusan váltakozik a belépő és a kifúvott levegő kezelésében. Vákuumos szigetelőelemek is gondoskodnak a hővédelemről.
A közös kutatási projektet Németország közgazdasági ügyekért felelős szövetségi minisztériuma (Federal Ministry of Economics) finanszírozza. A projekt partnerei az Implenia Fassadentechnik GmbH, ők tervezték a modul homlokzatot. A Lare GmbH Luft- und Kältetechnik fejleszti a hőszivattyút, és az LTG AG biztosítja adecentralizált szellőztetést. A megújuló energiával működő energia modul prototípusát most tesztelik Holzkirchenben a vizsgálati létesítmény déli homlokzatán, az energetikára és a beltéri klímára vonatkozó vizsgálatok (VERU) során, a mögötte található teszthelyiséggel együtt. Az első eredmények azt mutatják, hogy az interakció eredményes. A Fraunhofer kutatói most az egyes részegységek optimalizálásán dolgoznak. A vizsgálatok során széles körű mérési technológiákat alkalmaznak. Többek között olyan paramétereket mérnek, mint a levegő hőmérséklete, a levegő páratartalma, és a légsebességek különböző magasságokban, továbbá meghatározzák a megvilágítás szintjét is, amelyek mind releváns paraméterek a helyiségben tartózkodók kényelme szempontjából. A modul homlokzat egyes műszaki egységének elektromos fogyasztását rögzítik, a fotovoltaikus elem hozamával együtt, hogy energiamérleget tudjanak számítani.
Forrás: pv-magazine
