Gebäudeintegrierte Photovoltaik - als Basis der Energieversorgung - Reto Miloni www.miloni.ch - Hightech Zentrum Aargau
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Gebäudeintegrierte Photovoltaik
als Basis der Energieversorgung
Reto Miloni
www.miloni.ch
Road map
§ Mission und Fokus Miloni Solar AG
§ Energie- und klimapolitische Energie & Architektur
Ausgangslage Im Grund 12
§ Baustelle Schweiz CH 5405 Baden-Dättwil
www.miloni.com
§ Thesen
info@miloni.ch
§ BIPV-Technik aus unserem Arsenal 056 210 11 28
Quelle: Grafik aus „Nebelspalter“
Unser Fokus:
Lösungen für aktuelle ökonomische
und ökologische Herausforderungen
• Alltagstaugliche und
erschwingliche Solarsysteme
• Reduzierter Energiekonsum bei
Bau und Betrieb
• Integrierte Photovoltaik
• Kontextueller Bezug zu
Herkunftsregion
• BIPV als zentraler Aspekt, dessen
Potenzial noch wenig erkannt,
entwickelt und ausgeschöpft ist
Our Mission: Den Weg für das Bauen der Zukunft ebnen! BIPV, Speicher, Peak Shifting, Lastmanagment
Klimaschutz und «Low Carbon» werden salonfähig
Die Welt beginnt aufzuwachen
«Wenn Ihr die Situation wirklich verstehen würdet
und uns immer noch im Stich lassen würdet,
dann wärt Ihr grausam - und das weigere ich
mich zu glauben.»
Greta Thunberg am UNO Klimagipfel
2019 New York
Temperaturanstieg Schweiz (1864 – 2018) Jahresmittel-Temperatur-Anstieg Schweiz: jetzt 2°C in 150 Jahren Quelle: Bundesamt für Meteorologie und Klimatologie Meteoschweiz 3/2019
Tropen-Nacht-Prognose Schweiz (2070 – 2100)
Bis zu jährlich 60 Tropennächte* unter Annahme gemässigter zukünftiger
CO2-Emissionen ohne durchgreifende, internationale Klimapolitik
* Tiefsttemperatur
ganztägig und auuch
nachts über 20 Grad
Quelle: Bundesamt für
Meteorologie und Klimatologie
Meteoschweiz 3/2019
Gebäudepark Schweiz als Herausforderung Dichter, energieeffizienter und für Sommerhitze tauglich bauen Bestand 1.64 Mio. Gebäude (83 % Wohngebäude) Energiekosten ca. 14 Milliarden CHF pro Jahr Gesamtenergieverbrauch Davon 46 % in Gebäuden Energieverbrauch fossil Davon 49 % in Gebäuden Energieverbrauch Strom 37 % (davon 2 % Solarstrom) Sanierungsrate ca. 1.1 % pro Jahr (noch 70 Jahre)
Nehmt die Sonne ans Netz!
PV-Potenzial Schweiz 67 TWh
• aktuell 2 TWh installierte PV-Leistung
in der Schweiz
• Zubaubeschleunigung bei PV von 2
GW auf 50 GW im Jahr 2050
unabdingbar
• = Ausbaurate um Faktor >5 erhöhen
• Kostenreduktion bei BIPV
• Industrialisierung von System-
Bauteilen
• CO2-freie Wärmesysteme einsetzen
• Energieeffizienzmassnahmen
umsetzen
• Energiespeichersysteme
perfektionieren
(Versorgungssicherheit auch für den
Winter)
www.sonnendach.ch
www.sonnenfassade.ch
Transformation des Energiesystems Aargau als Chance
1.6 % der Aargauer Kantonsfläche belegt mit PV substituieren Jahresproduktion
des AKW Beznau (6 TWh)
Photovoltaikmodule auf 1.6 % der Kantonsfläche
Bei einer Evakuation als Folge eines GAUS‘s wie produzieren gleich viel Strom pro Jahr
in Fukushima werden 90 % der 1‘400 km2 wie ein AKW Beznau
des Aargaus unbewohnbarPotenziale frühzeitig erkennen und nutzen! PV und Solarkollektoren für alles, was die Sonne sieht
Energieautarkie (bilanziell) mit 5 kWp PV-Leistung und 22 m2 PV 14 Solarmodule decken Strombedarf für 4-Personen (Elcom Kategorie H4)
Mögliche Zielkriterien für den Gebäudebereich
Wertung am Beispiel eines Solar Decathlons
Architektur Energie-Effizienz
Komforteinhaltung Energiebilanz
Kommunikation &
Markttauglichkeit Social awareness
Haus in Funktion InnovationStammtisch-Argumente widerlegen!
Mehr Plusenergiehäuser bauen!
PV-Zubau Schweiz um Faktor 5 steigern!
Ohne Gebäudehüllen geht das nicht!
2012 CH: 53 W/Kopf
2018 CH: 285 W/Kopf
Quelle: Global Market Outlook for Photovoltaics 2013–2017 EPIABIPV im Kontext entwickeln!
„Gestaltet die Form aus dem Wesen der
Aufgabe mit den Mitteln unserer Zeit.“
Mies van der Rohe, 1923Effizienz und erneuerbare Energieproduktion an Gebäuden auch für Metropolen verbindlicher machen!
Standardisieren und Industrialisieren! Kosteneffiziente Systeme auch vor Ort fertigen
Neue Technologien entwickeln und integrieren!
Mehr von der Natur lernen Einfachheit, Leichtigkeit, Farbe, Form, Funktion, Textur und Struktur!
Energie auch saisonal speichern!
Energie aus Gewässern, Erdreich oder Abwasser nutzen
Seewasser Erdregister
Abwasser-
Wärmetauscher
Spiralsonden,
Erdkörbe
Grundwasser-
brunnen
Quelle: Frank GmbH, Mörfelden-Walldorf ErdsondenTechnologiewandel epochal neu denken! Nach Holz, Wind, Gas, Kohle und Atom bricht das Solarzeitalter an!
Dekarbonisierung im industriellen Bereich 324 kWp PV-Aufdachanlage, Holzheizung
Häuser jeden Alters Plusenergie-fähig machen
Kein Haus zu klein – Prosumer-tauglich zu sein
Hochisolierende
7.224
Gebäudehülle
9.07
2.78
3.32
AK Dachrand bestehend
AK Dachrand bestehend
3.97
3.05
PV-Indachanlage
82 5
19
2.02
Meditation
1.12
1.00
92
87
5.40
58
Klappe? 5.40
25 10
25
85
38
2.65
Pos. 104 Pos. 103
9.62
6
1.93
5.90
Bad Büro
2.35
1.95
30 25 1.66 6 1.60 6 2.09 6 1.01 6 1.38 25 30
Holzfassade ohne Fenster 39 m2 99 9 67
80
1.10
2.70 2.70
25 10
5.47
27 6
22 4
5.65
38
Pos. 004 Pos. 003
Windfang 99 9 1.22
AK Fassade bestehend
AK Fassade bestehend
6
Küche
Essen
2.06
2.35
2.21 1.72 2.09 1.13 1.93 2.86
1.93
14
14 14 26 27 2.02
81 0.00
24
0.00 = 391.31 m.ü.M.
25 10
6
-0.40
37
14
58
1.00
XPS
77
Unterverteilung 19" Rack SMA Tripower HOVAL Homevent
24 XPS
1.96
2.10
Schlanke Haustechnik
1.39 6.57 1.12
50 868 703 736 874
-2.40 -2.45Einfamilienhausbereich am Limit Wärmepumpe, Solaranlage, neue Fenster und Zusatzdämmung
Flächenkonkurrenz zwischen Direktgewinn und PV Daylight versus electricity?
Konventionelle Materialien und Wärmeerzeuger substituieren PV-Module statt Ziegel – Wärmepumpen statt Oel- und Gasheizung
Beispiel CO2-freies 3-Familienhaus
Autonomie mit PV und Batterie von 45 % auf 75 % steigern
22.15
Firstblech mit Entlüftung durch Spengler
281
825
825
Ortabschluss mit halbem GFK-Profil
Ortabschluss mit halbem GFK-Profil
825
825
8.051
825
825
825
825
326 825
Rinne mit Einlaufblech durch Spengler
35 1.30 2 1.30 2 1.30 2 1.30 2 1.30 2 1.30 2 1.30 2 984 2 1.30 2 1.30 2 1.30 2 1.30 2 1.30 2 1.30 2 1.30 2 1.30 2 1.30 3
Megaslate L180 Megaslate M135 SMA Tripower SMA Tripower Solarwatt Fenster Wenger Fenster Wenger
180 Wp 135 Wp 10000TL 20 7000TL 20 MyReserve 800 3 Stk öffenbar 1 Stk öffenbar
140 Stk 9 Stk 2 Stk 1 Stk 2 Stk mit Innenrollo ohne Innenrollo
25'200 Wp 1' 215 Wp
°
133
875
1.30 984
Projekt PV-Anlage MEGASLATE Mehrfamilienhaus Beck Plan Nr. 2015_35_00 G
Hafnerweg 4, 5432 Neuenhof
Bauherr Herr und Frau Beck Architekt c/o Michael Becklas,
Oberdorfweg 13 A, 5610 Wohlen
Mst. 1:60
Datum: 19.08.2016MINERGIE- Zertifizierung 16-Familienhaus
Eigenverbrauchsgemeinschaften Eigenstrom reduziert Energiekosten und Netznutzungsgebühren
Dach- und Fassaden-PV kombinieren mit Speichern Verstringung und Power Optmizing neu gedacht
Eigenverbrauchsoptimierung mit verschiebbaren Lasten Peak shaving – Peak shifting – Speicherung am 14.10.2019
Konvergenz mit E-Mobilität PV beschleunigt E-Mobilität - und umgekehrt
Urbane Verdichtung MINERGIE-P/A-Überbauung Nordtor PV- und SG-readyfähige Wärmepumpe mit grossen Speichern
Addition, Integration oder Komposition? „Fake windows“ – wo kein Fenster, da kommt PV
Energiekonzept MINERGIE-P 5-Familienhaus EBF: 776 m2 - Qh: 12.5 kWh/m2/a - max. Heizlast: 7.7 W/m2
Kühllastminimerter Verwaltungsbau Dynamisch nachgeführter Sonnenschutz und Solarstromproduktion
Effektivität von Solarstrom demonstrieren
1 GWh Solarstrom in 5 Jahren
7.15 7.27
6.90 6.99
0.00
Südfassade
57.42
58.00
6.90
0.00
Gerüstturm
1.88
1.88
6.99 13.98 16.01 13.98 6.94
2.50 22.32 1.49 29.09 2.50
Performance:
12.28
10.04
11.15
14.98
14.98
Feld B, 100 Module - 30 kWp Feld C, 130 Module - 39 kWp 15 % über Budget
1.11
18.87 Dacherschliessung
Feld E, 154 Module - 46.2 kWp
Feld A, 66 Module - 19.8 kWp
Der Bauherr : .............................
Der Grundeigentümer : .............................
Der Energielieferant : ............................
Feld D, 64 Module - 19.2 kWp
17.95
47.60
22.04
22.04
48.00
18.87
x Der Architekt : .............................
2.50 6.59 6.12 13.34 3.29 4.20 3.76 15.59 2.50
Lenzburg, den : .............................
Neubau
Monoblock
2.00
Bestehend
1.10
1.10
Dacherschliessung
18.87
2.50 22.32 1.49 29.09 2.50
14.23
15.15
10.04
10.04
6.99 13.98 16.01 13.98 6.94
N
Feld G, 100 Module - 30 kWp Feld F, 130 Module
Dachaufsicht
3.06
1.88
1.88
- 39 kWp 740 Module
Ansicht West
2°
Stückliste: 2°
6.99
220 x ReneSola, quasimono, 300W
4 x Sputnik SM10 MT2
Projekt
1 x Sputnik SM13 MT2 Plan Nr. 01
Neuhofstrasse 25, 5600 Lenzburg
1 x Sputnik SM15 MT2
Bauherr BSL + SWL Energie AG
Dachaufsicht, Süd- & Westfassade Mst. 1:200Denkmalpflege im Zwiespalt Unzeitgemässer „Bannfluch“ gegenüber BIPV an acta legen
Energie für Sunrise, SWISSCOM & Co. 80‘000 kWh Solarstrom ins Netz
Kommunikation ohne Festnetz für 1‘500 Alpbetriebe? PV- Power-Blox und Richtstrahlverbindungen machen es möglich
Autarkie bei der Elektrizität - und wie ist‘s beim Wasser? Forschung und Entwicklung EMPA am SELF-Container
Gründach und PV? Bei der Kantonspolizei geht das!
Solare Fitness Unit EMPA PV in Fassaden und Dach, CO2-Wärmepumpe
Spitzentechnologie anders anwenden! Bifacial mit integrierter Absturzsicherung
Offgrid als Game-changer in Entwicklungsländern 1.3 Milliarden Menschen sind ohne Zugang zu sicherem Strom
Ausbildung und Wartung für Solarsysteme in Schwellenländern z.B. Spital in Bujumbura, Burundi (im viert-ärmsten Land der Welt)
Maintenance & Operation Prozesse schulen
Führen wir die eingeschlagenen Wege fort! Viel Glück!
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