Schneefreie PV-Dächer - FH Graubünden

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Projekt
Schneefreie PV-Dächer
Projekt auf einen Blick

Projekt auf einen Blick

Solartechnologien bieten eine weitgehend zu wenig genutzte Ressource, die den Energiebedarf der Landwirtschaft ergänzen und einen Beitrag zu einem klimaneutralen Betrieb leisten können. Insbesondere für Betriebe in höheren alpinen Lagen sind die im Jahresdurchschnitt höhere Sonneneinstrahlung, die grossen Montageflächen auf den landwirtschaftlichen Infrastrukturbauten und die kälteren Temperaturen ideale Voraussetzungen für die solare Energieerzeugung.

Allerdings müssen landwirtschaftliche Betriebe in alpinen Regionen mit Schneeansammlungen auf den Dächern rechnen, welche den effektiven Ertrag von Solarmodulen auf Stalldächern in den Wintermonaten um ca.50% reduzieren. Wegen der Gefahr von Dachlawinen werden auf Solardachanlagen in der Regel Schneefangsysteme montiert. Durch das Festhalten des Schnees auf den Dächern entfällt in alpinen Regionen der Stromertrag von 6 Monaten aus Solaranlagen. Insofern wird die Einbeziehung einer Solaranlage als Beitrag zu einer klimaneutralen Landwirtschaft aufgrund der Schneebedeckung oft als unwirksam angesehen, obwohl allgemein günstige klimatische Bedingungen für die solare Produktion in alpinen Regionen vorhanden sind.

Ausgangslage und Zielsetzung

Ausgangslage und Zielsetzung

In der Studie sollen die Wirksamkeit der reibungsarmen technischen Textilien (einschliesslich Folien) bei der Schneeräumung untersucht, die Verringerung der Energiegewinnung aufgrund der angewendeten technischen Textilien bewertet und Vergleiche zum Istzustand von schneebedeckten Solarmodulen vorgenommen werden.

Des Weiteren soll die Studie auch Optionen für Installationsmethoden und das Potenzial zur Steigerung des Solarenergieertrags durch automatische, regelmässige Entfernung der reibungsarmen technische Textilien untersuchen. Diese Methode zur automatischen Schneeräumung wurde 2021 in einem Innocheque-Projekt auf alpinen Hangflächen erfolgreich getestet

Umsetzung

Umsetzung

In diesem Pilotprojekt wird eine effektive Lösung zur Schneeräumung von Solarpanels getestet und auf ihren effektiven Beitrag zu einem energieneutralen landwirtschaftlichen Betrieb optimiert. Insbesondere werden Methoden für ein Schneeräumungssystem getestet und bewertet, welche in neue Solarsysteme integriert oder bei bestehenden Solaranlagen nachgerüstet werden können. Dadurch kann ein kostenwirksamer Beitrag zu klimaneutralen landwirtschaftlichen Betrieben durch verbesserte Solarenergiegewinnung in alpinen Regionen geleistet werden. Diverse landwirtschaftliche Maschinen wie die Heubelüftung, das Güllerührwerk, der Melk- und der Mistroboter, der Hoflader oder der Gülleseparator weisen auch im Winter einen konstanten Strombedarf auf. Diese Anlagen könnten mit einer höheren Solarenergieproduktion direkt betrieben werden, ohne Strom vom Netz zu beziehen.

Die oft niedrigen Winkel der Dächer von landwirtschaftlichen Ställen und Gebäuden sind anfällig für Schneeansammlungen im Winter, wodurch die Solarzellen in der Stromproduktion behindert werden. Während das Abgleiten der Schneedecke an Flächen bis 25° Neigung natürlich in Form von Gleitschneelawinen ausgelöst wird, wird der Prozess bei Neigungen unter 25° von Faktoren wie Kontaktreibung und Schneeschmelzprozessen beeinflusst. Entsprechend ist die Schneeräumung bei Hängen und Dächern mit geringer Neigung sehr aufwändig. Wir schlagen vor, reibungsarme technischen Textilien zur Abdeckung der Solarpanels einzusetzen und dadurch den Schnee auf natürliche Weise von den Dächern gleiten zu lassen.

Team

Team

Wissenschaftliche Projektmitarbeiterin
Wissenschaftlicher Projektleiter

Weitere Team-Mitglieder:

  • Madlaina Sutter, Architektin
  • Jürg Grassl, Architekt
Weiterführende Informationen

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