Solar Spline: Architektonischer Leichtbau mit OPV-Modulen

Das Projekt

Solar Spline: architektonischer Leichtbau mit OPV-Modulen

Nach der erfolgreichen Integration von OPV Modulen in die gläserne Fassade des außenliegenden Fahrstuhls der Sonnenapotheke in Marburg im Jahr 2016 haben ARMOR solar power films (ehemals OPVIUS) und Timo Carl von AiD architecture erneut ein gemeinsames Projekt in Kassel durchgeführt. Diesmal im interdisziplinären, universitären Kontext, als Kooperationsprojekt des Fachgebietes für Experimentelles Entwerfen und Konstruieren (EEK) von Prof. Frank Stepper und Timo Carl auf Seiten der Architektur der Universität Kassel und Dr. Markus Schein, Leiter der Studienwerkstatt für Digitale Entwurfs- und Fertigungsmethoden an der Kunsthochschule Kassel. Beteiligt waren Studierende aus den Bereichen Architektur, Design, Umwelttechnik und Informatik.

Der experimentelle Prototyp „Solar Spline“ wurde im Rahmen der Jahresausstellung der Kunsthochschule, die auch Standort der Documenta 14 ist, vorgestellt und wird dort bis Anfang Oktober zu sehen sein.

Das System besteht aus 300 gedruckten organischen Photovoltaikmodulen, die in eine scheinbar freischwebende Ultraleichtkonstruktion integriert sind. Zwischen den Hauptseilen sind Seilnetzträger gespannt, die aus dünnen Aluminiumrohren bestehen – welche zum einen der Kabelführung dienen und zum anderen die Modulträgerfläche halten. Dazu wurde extra für dieses Projekt eine Sandwichlösung aus einer transparenten, tiefgezogenen Trägerfläche für die OPV Module mit einem auffolierten Reflektor entworfen.

Alles in Leichtigkeit

Das geringe Gewicht und die einfache Integration der OPV Module spielt dabei eine wichtige Rolle. Bei einer räumlichen Überdeckung von 30 m² und einer Gesamtinstallationsfläche von rund 100 m² beträgt das Gesamtgewicht des „Solar Spline“ weniger als 120 kg, wodurch nicht nur die Montage vereinfacht, sondern auch die statische Belastung gering gehalten wird. Dem Thema solare Energiegewinnung und Beschattung im urbanen Raum kommt vor allen Dingen der Leichtbau als ressourcen-schonendes Konstruktionsprinzip zu Gute und es entsteht eine weiche, in ihrer Erscheinung leicht und beweglich wirkende Struktur.

Die so entstandene Solarwolke wird durch eine räumliche Seilstruktur getragen und an über 10 Ankerpunkten im Raum befestigt. Ankerseile und Seilspanner wurden von Carl Stahl Architektur aus Süßen geliefert, die auch das digitale Modell statisch überprüften. Zwei Seilzüge führen zu einem Motor, der die Solarzellen im Tagesverlauf der Sonne nachfolgen lässt und bei geringer Lichteinstrahlung in eine Ruheposition bringt, um den Raum unterhalb der Zellen zum Himmel zu öffnen. Im Rahmen der Installation und um den entstehenden Energieertrag der organischen Photovoltaik erfahrbar zu machen, treiben je acht der Module einen Lüfter an, der je nach Energiezufuhr schneller und gleichzeitig lauter wird, sodass der „Lüfterschwarm“ an die Schwelle der Wahrnehmung umstehender Personen tritt

Der ‚Solar Spline‘, den wir auf Basis von Produkten von ARMOR solar power films (ehemals OPVIUS) und Carl Stahl Architektur entwickelt haben, beeinflusst über die Funktion der Energiegewinnung hinaus die Umgebungsqualität seines Ortes durch das Spenden von Schatten und durch ein lebendiges Spiel mit Lichtreflexionen, ausgelöst durch die Bewegung der Solarwolke im Wind. Es geht uns darum Architektur nicht als konventionelle Meterware zu begreifen, sondern als dreidimensionale Erfahrungsräume zu entwickeln.

Timo Carl, wissenschaftlicher Mitarbeiter am EEK

Solar Spline: architektonischer Leichtbau mit OPV-Modulen

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Alles in Leichtigkeit

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