Unser innovatives Dachsystem gewinnt durch elektrische und thermische Aktivierung erneuerbare Energien direkt auf den Dachflächen. Gemeinsam mit der Universität Stuttgart und Partnerunternehmen wie Eckpack entwickeln wir eine Lösung, die speziell auf denkmalgeschützte Gebäude ausgelegt ist.
Maßgeschneiderte PV- und Wärmesysteme
Optische Erscheinung der beiden Großdemonstratoren, der Kupferblechnachbildung wie auch der Schiefernachbildung, die mit ihrer thermischen (unterseitiger nicht zu sehender Wärmetauscher) und elektrischen (in den Kupferscharen integrierte PV-Module) Aktivierung einerseits bzgl. ihrer optischen Erscheinung im Sommer 2024 seitens der Denkmalpflege, der Baubehörde, ICOMOS wie auch der HHLA Immobilien GmbH bemustert werden konnten und die von der Heizperiode 2024/25 an unter den realen Witterungsbedingungen in ihrer Leistungsfähigkeit im Heizbetrieb wie auch hinsichtlich der sommerlichen Potenziale zur Kühlung messtechnisch eingehend erfasst und bewertet werden.
Im Rahmen des „CO₂-neutralen Welterbes Speicherstadt Hamburg“ haben wir zwei angepasste Dachsysteme entwickelt: eine Kupfer- und eine Schiefernachbildung, die den Denkmalschutzauflagen entsprechen. Diese Systeme integrieren sowohl PV-Module zur Stromerzeugung als auch Wärmetauscher zur Nutzung der Umgebungstemperatur.
Test und Optimierung am Demonstrator
Kleindemonstrator in der Forschungswerkstatt im Speicherblock H mit in die Kupferscharen eingelegte PV-Module, die auf die von der Denkmalpflege vorgegebenen Scharenmaße angepasst wurden. Die Kupferscharen werden auf einer Wärmetauscherebene, die als Alu-Trapezblech mit in den Sicken verklebten Kupferröhren ausgebildet ist, befestigt, die in einem Luftschichtabstand von 60 mm über einer wasserdichten und diffusionsgängigen Unterdeckung der Dachkonstruktion angeordnet wird.
Die Systeme wurden erfolgreich an einem 50 m² großen Demonstratordach in der Speicherstadt erprobt. Hier werden Wärmegewinne und Stromerträge unter realen Bedingungen analysiert, um die Leistung auch in anderen denkmalgeschützten Objekten umsetzen zu können.
Technischer Aufbau und Design
Weiterentwickeltes PV-Modul, das keine Lötbahnen mehr aufweist und das drei quadratische Felder mit unterschiedlicher Farbdichte zur Bemusterung der geeignetsten Optik für die Verlegung auf den Dachflächen der Speicherblöcke mit der Denkmalpflege, der Baudirektion und der HHLA Immobilien GmbH zeigt.
Unsere PV-Module wurden speziell entwickelt, um die optische Erscheinung traditioneller Dächer zu bewahren – ohne sichtbare Lötbahnen und farblich angepasst an die Kupfer- oder Schieferoptik. Dieser Ansatz erlaubt die Nutzung erneuerbarer Energiequellen, ohne die historische Architektur zu beeinträchtigen.
Optische Erscheinung der drei Varianten der Schiefernachbildung am Kleindemonstrator in der Forschungswerkstatt. Die oberste Reihe zeigt einen Druck mit höherer Farbauftragsintensität. Die mittlere einen Druck mit geringer Auftragsintensität und die zweite Reihe von unten eine Variante mit einer mechanisch bearbeiteten Glasoberfläche des PV-Moduls. Zwischen den PV-Varianten sind originale Schieferplatten verlegt. Die Schiefernachbildung wurde mit einer Luftschicht von 4 cm Dicke über dem Wärmetauscher verlegt, so dass kein direkter Wärmeübergang in Form von Leitung zwischen den Schiefernachbildungen und dem Wärnmetauscher erfolgen kann. Dies wurde bewusst realisiert, um die ungünstigste Situation des Wärmeübergangs zu simulieren und die hier erhaltenen Leistungsdaten mit den direkt auf dem Wärmetauscher mit Kontakt verlegten Kupferblechnachbildungen vergleichen zu können.
