3DSunTrack : „Studie zur Entwicklung von dreidimensional verformbaren Faserverbunden mit dem Anwendungsziel eines nachgeführten Solarmoduls“

Forschungsbericht

Zusammenfassung: Ziel der Studie „3DSunTrack“ ist die Möglichkeiten der dreidimensionalen Verformung von Faserver-bundkunststoffen (FVK) basierend auf nachgiebigen Mechanismen zu untersuchen. Gleichzeitig sollen durch solare Nachführung von Photovoltaik (PV) Möglichkeiten für eine höhere Energieausbeute bzw. neue Ideen für die Optimierung der Energiegewinnung aufgezeigt werden. Ursprüngliches Ziel der Stu-die war die Entwicklung eines nachführbaren, freistehenden Solarmoduls mittels FVK-Gelenken. Nach Rücksprache mit der Industrie während der Studie, wurde dieses Ziel neu definiert, da für die Industrie aufgrund hoher zusätzlicher Kosten und einem als gering eingeschätzten Mehrwert dieses Ziel nicht attraktiv sei. Stattdessen wurde aufbauend auf bisherigen Forschungsergebnissen die Funktionalisierung von Fassadenelementen mittels Photovoltaik untersucht. Dieses Anwendungsfeld würde einen neuen Markt eröffnen und sei somit attraktiver für potentielle Industriepartner, da es sich um eine Nutzungs-erweiterung handelt. In der 1,5-jährigen Studie konnte gezeigt werden, dass sich Faserverbundkunststoffe für die technische Umsetzung von nachgiebigen Mechanismen mit dem Potenzial für dreidimensionale Verformung eig-nen. Innerhalb von Versuchsreihen, bei denen unterschiedliche Materialaufbauten und Anordnung der Aktuatoren realisiert und der Biegewinkel bei zweidimensionaler Verformung gemessen wurde, konnte bewiesen werden, dass sich durch genannte Faktoren der Verbrauch des pneumatischen Luftdrucks re-duzieren und somit die Energieeffizienz adaptiver FVK-Systeme steigern lässt. Durch Simulationen konnte in der Studie darüber hinaus gezeigt werden, dass eine 1-achsige bzw. 2-achsige Nachführung von Solarmodulen an einer Fassade zu einer erheblichen Steigerung der Ausbeute solarer Energie führen. Im Kontext der Oberflächenfunktionalisierung mit Photovoltaik konnte überdies eine Firma gefunden werden (ASCA GmbH), die die Möglichkeit hat endkonturnahe Photovoltaikfolien für eine vollflächige Funktionalisierung adaptiver Fassadenmodule herzustellen. Auf Basis dieser Studien und Ergebnisse wurde die Studie mit der Herstellung eines Demonstrators abgeschlossen, der die 1-achsige Nachführung (zweite Achse in Stufen einstellbar) der adaptiven – beid-seitig mit Photovoltaik funktionalisierten – Fassadenverschattungselemente erlaubt. Er ist Ausgangsba-sis für weiterführende, tiefgehende Untersuchungen (erste Untersuchungen wurden bereits innerhalb der Laufzeit der Studie durchgeführt), die zum Ziel haben die Simulationsmodelle, die innerhalb der Studie erzielt werden konnten, zu beweisen. Die Ergebnisse der Studie zeigen den gesellschaftlichen Mehrwert des Technologieansatzes, jedoch muss das Ergebnis in die industrielle Anwendung übertragen werden. Hierfür gilt es Industriepartner zu gewinnen, die die verschiedenen Aspekte der Entwicklungsarbeit abdecken. Gleichzeitig gilt es in auf-bauender Forschungsarbeit die Ergebnisse weiter zu verifizieren und zu vertiefen. Attraktives Ziel wäre beispielsweise ein Tool über das sich Fassaden künftig mit/ohne Photovoltaik für verschiedene Klima-zonen und mit entsprechend unterschiedlichen Bewegungsabläufen abbilden lassen, dass auch das ener-getische Potenzial einer Fassadenbeschattung beziffert werden kann. In diesem Zusammenhang sollten auch weitere Materialien einer Datenbank, die an die Simulation gekoppelt ist, zugeführt werden. Die Arbeiten innerhalb der Studie „3DSunTrack“ wurden durch die Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU) unter dem Förderkennzeichen 37732/01-24/2 gefördert. Der Abschlussbericht kann über die drei herausgebenden Forschungsstellen [Deutsche Institute für Textil- und Faserforschung (DITF) Denken-dorf; Institut für Textil- und Fasertechnologien (ITFT) der Universität Stuttgart; Institut für Tragkon-struktionen und konstruktives Entwerfen (ITKE) der Universität Stuttgart] bezogen werden

Object Details

• Location: Deutsche Nationalbibliothek Frankfurt am Main
• Extent: 1 Online-Ressource (30 Seiten)
• Language: Deutsch
• Notes: Illustrationen ; Literaturverzeichnis: Seite 26 - 27

Classification and Topics

• Keyword: Laminat

Contributors, Places and Time

• Event: Veröffentlichung
• (where): Stuttgart
• (who): Deutsche Bundesstiftung Umwelt
• (when): 2023
• Creator: Born, Larissa ; Gonzalez, Edith Anahi ; Kaiser, Patrick ; Körner, Axel Hannes ; Milwich, Markus ; Gresser, Götz T. ; Knippers, Jan
• Contributor: Deutsche Bundesstiftung Umwelt ; Deutsche Institute für Textil- und Faserforschung

Further information

• URN: urn:nbn:de:101:1-2024032817192417003768
• Rights: Der Zugriff auf das Objekt ist unbeschränkt möglich.
• Last update: 14.08.2025, 10:57 AM CEST