Urbanisierung und Energieziele

Durch die zunehmende Urbanisierung in Österreich wachsen die Herausforderungen, die ambitionierten Klima- und Energieziele zu erreichen, insbesondere das Ziel, bis 2030 ausschließlich erneuerbare Energie für die Stromerzeugung zu nutzen. Die herkömmlichen Photovoltaik-Anlagen auf Dächern reichen oft nicht aus, um den wachsenden Strombedarf in Städten zu decken. Daher brauchen wir innovative Lösungen.

Auswirkungen des Urban-Heat-Island-Effekts

Der Urban-Heat-Island-Effekt verschärft durch Hitzewellen den Energiebedarf für die Kühlung von Gebäuden. Sonnenschutzmodule, die Strom erzeugen und durch Beschattung kühlen, werden immer wichtiger.

Innovative Photovoltaik-Lösungen

Eine vielversprechende Lösung ist die Kombination von automatisch geregelten Beschattungsanlagen mit flexibler Photovoltaik-Technologie. Durch intelligente Regelungstechniken und den Einsatz künstlicher Intelligenz können diese Systeme die Energieflexibilität von Gebäuden im städtischen Raum steigern und den erzeugten Strom effizient nutzen. Winkelverstellbare Jalousien bieten hierbei in Kombination mit Dünnschicht-Modulen eine Grundlage für die Kopplung dieser Technologien.

Steigerung der Effizienz durch Technologie

Gut gesteuerte Beschattungsanlagen verhindern Überhitzung, nutzen Sonnenenergie und schaffen eine angenehme Umgebung für die Nutzer_innen. Durch die richtige Auswahl verschiedener Photovoltaik-Systeme lässt sich Photovoltaik kostengünstig in handelsübliche Sonnenschutzsysteme integrieren. Intelligente Steuerung und Modellierung optimieren PV-Beschattungssysteme um sich flexibel an die geforderten Szenarien wie Reduktion des Kühlbedarfes, Erhöhung der Lichtausbeute oder Erhöhung der PV-Effizienz anpassen zu können.

Projekt PowerShade: Einblicke und Ergebnisse

Im Projekt PowerShade haben wir die Möglichkeiten und Grenzen solcher Lösungen ermittelt. Dazu setzetn wir KI-gesteuerte Beschattungslösungen mit integrierter Photovoltaik ein. In Labortests prüften wir die Module auf Effizienz bei verschiedenen Temperaturen und Winkeln. Durche eine Simulation und desen Validierung konnte ein künstliches Neuronales Netz entwickelt werden, das den optimalen Winkel der Beschattung basierend auf Kühlbedarf und PV-Produktion bestimmt.

Steigerung von Effizienz und Komfort

Die Implementierung der Steuerung bewirkte eine Effizienzsteigerung der PV um 0,9% im Gegensatz zur Cut-Off-Steuerung sowie eine Reduktion des Kühlbedarfes um knapp 40%. Um die Auswirkung der Implementierung für Nutzer_innen zu bewerten, wurden Daten erfasst, in welcher die Steuerung die beiden Regelmethoden anwendete und die Nutzer_innen alle Auffälligkeiten dokumentierten. So stellten wir fest, dass der Komfort der Nutzer_innen während der Testphase durch die künstliche Intelligenz verbessert wurde.

Zukunftsausblick

Die Nutzung von Photovoltaik in Sonnenschutzlamellen und deren Steuerung durch künstliche Intelligenz steigerte sowohl die Effizienz als auch das Wohlbefinden im Raum. Eine Erweiterung der Steuerung um Parameter wie Blendung oder Tageslicht könnte das System weiter verbessern und durch künstliche Intelligenz optimiert werden.