Kitzingen / Kassel / Süßen, Allemagne - Suite à l'intégration réussie des modules OPV dans la façade en verre de la cage d'ascenseur extérieure à Marbourg en 2016, ARMOR solar power films GmbH (anciennement OPVIUS) et Timo Carl d'AiD Architecture ont décidé de réaliser un second projet commun à Kassel. Cette fois, le projet s'est déroulé dans un contexte universitaire, dans le cadre d'une coopération entre le Département de conception expérimentale et de construction (EEK dans son acronyme allemand) dirigé par le professeur Frank Stepper, Timo Carl de l'Université de Kassel sur le plan architectural, et le Dr Markus Schein, responsable de l'atelier académique sur les techniques de conception et de production numériques à la School of Art de Kassel. Des étudiants en architecture, design, ingénierie environnementale et en technologies de l'information ont tous été impliqués dans le projet.

Le prototype expérimental « Solar Spline » a été présenté lors de l’exposition annuelle de l’école d’art, et y sera exposé jusqu’au début du mois d’octobre.

La structure est composée de 300 modules photovoltaïques organiques imprimés qui sont intégrés dans une structure ultra-légère qui semble suspendue dans l'air. Une maille de câbles et tubes d'aluminium minces est tendue entre les câbles principaux et permet à la fois de faire passer les câbles électriques mais permet aussi le maintien des modules en place. Les modules eux-mêmes sont intégrés dans une solution sandwich constituée d'une surface transparente et d’un revêtement en film réfléchissant qui a été développé spécialement pour ce projet.

Ce nuage solaire est soutenu par une structure de câbles en trois dimensions avec plus de 10 points d'ancrage. Les câbles d'ancrage et les câbles suspendus ont été fournis par Carl Stahl Architektur de Süßen, qui a également conçu la structure mécanique. Un moteur tire sur deux câbles qui permettent de déplacer les cellules solaires qui suivent ainsi la lumière du soleil pendant la journée et les amenant à une position de repos lorsque la lumière est faible, ce qui ouvre l'espace situé sous les modules vers le ciel.

Dans le cadre de ce projet, et afin d'attirer l'attention sur la production d'énergie générée par le photovoltaïque organique, 8 modules permettent d’entrainer un ventilateur. Ceux-ci deviennent plus rapide et plus fort avec un apport d'énergie accru et permettent de sensibiliser le passant sur la production électrique.

Le faible poids et l'intégration facile des modules OPV jouent ici un rôle important. Avec une surface de 30 m² et une surface totale d'installation de 100 m², le « Solar Spline » pèse moins de 120 kg au total, ce qui a facilité l'installation. Le principe de construction légère est particulièrement adapté à la production d’énergie et à la régularisation de l’ombre dans les espaces urbains, en créant une structure douce, apparemment légère et mobile.

Le « Solar Spline » combine ainsi la production d'énergie solaire active avec un ombrage passif de manière esthétique. Une application réelle utilisant une telle combinaison pourrait, par exemple, être la couverture de cours et de places urbaines. À cet égard, le « Solar Spline » peut être utilisée de différentes manières : pour remédier aux « îlots de chaleur urbains », et à la rénovation des façades sud des bâtiments existants.

Les possibilités de conception sont pratiquement illimitées. La liberté en termes de forme, de couleur et de degré de transparence permet aux architectes d'adapter les modules à n'importe quelle installation. Le projet est basé exclusivement sur des composants disponibles dans le commerce, et est donc plus une installation pilote qu'un concept.

« Le Solar Spline, que nous avons développé à l'aide de produits ARMOR solar power films et Carl Stahl Architektur, innove non seulement sur la fonction de production d'énergie, mais aussi sur la manière de penser l’environnement grâce à la création d'ombre. », explique Timo Carl, chercheur associé à EEK. « Plutôt que de voir l'architecture comme un produit conventionnel produit en série, nous voulons la développer comme un espace d'expérience en trois dimensions. »

Vito Gualazzini de Carl Stahl Architektur observe que « l'intégration de caractéristiques supplémentaires dans les constructions légères conduit à penser que c’est quelque chose d’absurde : normalement, on essaierait de laisser de côté le plus de fonctionnalités possibles, afin de conserver l'idée d'une construction légère. Mais grâce à la combinaison de l'architecture câblée et du photovoltaïque organique imprimé, nous sommes en mesure d'enrichir les de nouvelles fonctions : ombrage, production d’énergie, tout en maintenant des modes de construction légers ».

Hermann Issa, Senior Director Business Development & Sales pour ARMOR solar power films, ajoute : « La fourniture d'ombre aux plantes et aux bâtiments dans les espaces urbains est un sujet important qui aura de plus en plus de pertinence à l'avenir. L'exemple du « Solar Spline » montre que grâce à la combinaison de technologies d'avenir, telles que la construction légère et le photovoltaïque organique, des approches entièrement nouvelles peuvent être pensées. La collaboration avec Timo Carl, Markus Schein et Frank Stepper montre que les solutions dans le domaine de la création d'espaces ombragés doivent être totalement repensées lorsqu’elles sont associées à la production d’énergie. »

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Solar Spline : Construction architecturale légère utilisant des modules OPV