Solare Architektur der ETH Zürich schafft fünfte Fassade mit Mehrwert

Solare Architektur der ETH Zürich schafft fünfte Fassade mit Mehrwert

Künftig produzieren die Dächer der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich (ETH) nicht nur Strom aus der Sonne. Sie bieten den rund 12.000 Studierende aus aller Welt auch praxisnahen Anschauungsunterricht rund um die vielfältigen Einsatzmöglichkeiten der Solartechnik. Zahlreiche technische Innovationen der Ingenieure von SunTechnics Fabrisolar machen die harmonische Integration des neuen Solardachs in die Silhouette des fünffingrigen Gebäudes der dritten Ausbauetappe der ETH Zürich auf dem Hönggerberg zu einem gelungenen Beispiel für anspruchsvolle Architektur mit zusätzlichem Nutzwert. Das umlaufende solare Vordach weist von unten keine sichtbaren Strukturen auf. Denn aus ästhetischen Überlegungen heraus wurden die Module nicht der Sonne entgegen aufgeständert, sondern horizontal in die Vordächer integriert. So wird die gesamte Photovoltaikinstallation als ein harmonischer Bestandteil der ganzheitlichen Fassade wahrgenommen. Die Module sind entlang der fünffingrigen Dachkante angeordnet und umrahmen das neue Chemiegebäude der ETH Zürich. Darüber hinaus wurden weitere Module an den Liftaufbauten angebracht. In zwei Bauphasen wurden insgesamt 1.241 rahmenlose monokristalline Sondermodule vom Spezialanbieter Creaglas auf dem Dach des Neubaus integriert. Auf einer Fläche von etwa 2.300 Quadratmetern wandeln sie Sonnenlicht direkt in Strom mit einer Gesamtleistung von bis zu 205 Kilowatt. Wegen der besonderen Wind- und Sogkräfte auf den Dächern der ETH Zürich am Standort Hönggerberg wurden Solarmodule mit einer extra dicken Gesamtstärke von sechs Millimetern gefertigt und von SunTechnics Fabrisolar eingesetzt. So erfüllt das Solardach die statischen Anforderungen der SIA-160 (Schweizer Norm, Bau) bis 2,5 kN/m² für die maximal zu erwartende Wind- und Schneelast.

Auch bei der Modulverschaltung gingen die Ingenieure der SunTechnics Fabrisolar neue Wege. Um die Dachfläche optimal zu nutzen und die Solartechnik gleichzeitig harmonisch in das Gebäude als fünfte Fassade zu integrieren, wurden sieben verschiedene Modulgrößen mit jeweils 20, 40, 60 oder 80 Solarzellen eingesetzt. Ein technisches Highlight stellt die modulintegrierte Solargeneratorverkabelung dar, die Induktionsschlaufen vermeidet. Zwischen zwei Modulen wurden zwei parallele Hin- und Rückleiter angebracht. Am Strangende gewährleistet eine Rückleiterverbindungsschlaufe die Rückführung des Hinleiters durch alle Module zum Stranganfang. Das Sonnenlicht wird als Gleichstrom von den Modulen über 55 Stränge mit jeweils 1320 Solarzellen an sechs Wechselrichter von Sputnik geliefert, die ihn in Wechselstrom für die direkte Einspeisung in das 400/230 V, 50 Hz-Hausnetz der ETH umwandeln. Sämtliche Module sind begehbar und wurden zwischen den Schienen eines Reinigungskrans befestigt, der zur automatischen Fassadenreinigung eingesetzt wird.

Erste Messergebnisse der ETH Zürich belegen die hohe Anlagenqualität In der ersten Bauphase der dritten Ausbauetappe ETH Hönggerberg wurden auf den Vordächern des Auditoriums- und des Laborgebäudes der ETH Photovoltaik-Module mit einer Gesamt-Spitzenleistung von 120 kWp installiert. Der jährliche witterungsbereinigte Energieertrag von 104 Megawattstunden entspricht dem durchschnittlichen Verbrauch von etwa 50 Privathaushalten. Dieser erste Anlagenteil wurde bereits in 2000 fertiggestellt. Seitdem wird er im Auftrag der ETH Zürich detailliert vermessen.

Ein Monitoringsystem errechnet die photovoltaischen Kennziffern und überwacht laufend die Prognosewerte. Das leistungsfähige Analysetool ist direkt im Gebäudeleitsystem integriert und liefert über eine Informationskonsole mit TouchScreen Monitor auch den Besuchern des ETH eine Darstellung der wesentlichen Anlagendaten. Die Messergebnisse zeigen, dass sich das Konzept der SunTechnics Fabrisolar AG in Zusammenarbeit mit dem Photovoltaik Fachplaner Electrowatt Infra AG Zürich für den gesamten Gleichstromteil der Photovoltaik-Anlage bestens bewährt. Während der 18monatigen Messperiode traten keine nennenswerten technischen Störungen auf. Trotz der horizontalen Installation bewirkt das auf allen vier rahmenlosen Modulseiten ungehindert abfließende Regenwasser den gewünschten Selbstreinigungseffekt. Die Zuständigen der ETH zeigen sich sehr zufrieden mit dem bis dato erzielten witterungsbereinigten Jahresertrag von 104.304 Kilowattstunden, woraus sich ein spezifischer Jahresertrag von rund 870 kWh/kWp ableiten läßt. Dieser für eine flache Modulanordnung beachtliche Einstrahlungswert ist auch auf das durchdachte Konzept der SunTechnics Fabrisolar zurückzuführen, das eine Horizontbehinderung vermeidet.

709 Sondermodule der Creaglas sind in dieser ersten Bauphase installiert worden. Sie wurden bestückt mit je 60 monokristallinen Zellen von Astropower 155 x 155 mm, welche horizontal zur Dachbrüstung entlang angeordnet sind. Die installierte Leistung beträgt 120 kWp. Es sind jeweils 22 Module zu einem Strang zusammengefaßt, die auf drei Dächern mit je vier Strängen, auf einem Dach mit drei Strängen in die Feldverteiler verschaltet sind. Bauseitig besitzt die metallische Unterkonstruktion pro Modullängsseite drei Gewindehülsen, in welchen die Alu-Klemmsets zur Modulbefestigung verschraubt werden. Die Kabel der Modulverbindung und die Stringkabel bestehen aus doppelt isoliertem, wetterfestem, UV-stabilem Radox-Kabel mit Multikontaktsteckern. Der Blitzschutz umfasst ein mehrstufiges selektiv, abgestimmtes Schutzkonzept mit einer speziell entwickelten Blitzschutzbox bei der Gebäudehüllendurchdringung der Strangkabel. Jeder Strang besitzt im Plus und im Minus einen Blockvaristor. Im Feldverteiler sind die DC-Schaltelemente pro Strang sowie die Strangüberwachung untergebracht.

Hintergrundinformationen zur ETH Zürich
Die Eidgenössische Technische Hochschule Zürich ist der Studien-, Forschungs- und Arbeitsplatz von 18.000 Menschen aus 80 Nationen. 340 Professuren in 16 Departementen gewährleisten hochstehende Forschung und eine profunde Lehre, vorwiegend im technischen, mathematischen und naturwissenschaftlichen Bereich. Durch Spitzenleistungen in Technik- und Naturwissenschaften und durch Topqualität in Lehre und Dienstleistung hat sich die Hochschule international einen hervorragenden Ruf erworben. Sie ist in einem viel beachteten Ranking kürzlich als die beste Hochschule Kontinentaleuropas bezeichnet worden. Die ETH Zürich wurde 1855 als Polytechnikum eröffnet. In den 149 Jahren ihres Bestehens sind 21 Nobelpreisträger aus der ETH hervorgegangen.

SunTechnics Fabrisolar bietet Solarsysteme passend für jedes Dach Die Ingenieure der SunTechnics Fabrisolar entwickeln bereits seit Ende der achtziger Jahre maßgeschneiderte Solarsysteme für jeden Dachtyp. Sie Spezialisten aus Küsnacht bei Zürich gelten als Marktführer für Photovoltaik-Systeme in der Schweiz und verfügen über eine ausgesprochen hohe Kompetenz bei solaren Spezialanwendungen: vom privaten Hausdach bis hin zu architektonisch herausragenden Projekten, wie beispielsweise den Photovoltaik-Anlagen auf den Dächern der ETH Zürich, auf den Bergstationen am Piz Nair in St. Moritz oder dem Minergie-Haus "Sunny Woods", welches mit dem Europäischen und dem Schweizer Solarpreis 2002 ausgezeichnet wurde. Die Kunden der SunTechnics Fabrisolar profitieren von der einzigartigen Erfahrung, die sich auch beim Bau zahlreicher maßgeschneiderter Solardächer auf privaten Wohnhäusern auszahlt.

Wer Sonnenlicht auch nutzen will, um Heizöl oder Gas durch umweltfreundlich produziertes Warmwasser zu sparen, dem bietet SunTechnics Fabrisolar ab sofort maßgeschneiderte solarthermische Komplettsysteme passend für jedes Hausdach. Die neuen Flachkollektoren verfügen über eine starke Isolierung und doppelte Hohlkammerprofile, was Wärmeverluste auch bei niedrigen Außentemperaturen minimiert. Entspiegelte Spezial-Klarglasscheiben mit hochwirksamer Antireflexschicht sorgen bei den Top-Systemen zudem für deutlich höhere Wirkungsgrade und Leistungen. Das garantiert den Hausbesitzern maximale Erträge auch bei niedrigen Sonnenständen im Winter und am Vor- und Nachmittag. Weitere Informationen über SunTechnics finden Sie im Internet unter http://www.SunTechnics.ch.