PV-cellen verwerkt in buigbaar glas
Perronkappen in Utrecht en atrium in Zwijndrecht
PV-cellen zijn van zichzelf hard en bros. Dat verhoudt zich in principe dus slecht met buigbaar glas. Niettemin voorziet BRS Building Systems op dit moment de nieuwe perronkappen van het Centraal Station in Utrecht van koud gebogen glas met pv-cellen. Ook paste BRS koud gebogen glas met pv-cellen toe in het atrium van het nieuwe hoofdkantoor van Van Leeuwen Buizen in Zwijndrecht. In Utrecht gaat het om gelaagd glas, in Zwijndrecht om isolatieglas.
Tot voor kort was het lastig om pv-cellen in een glasdak te verwerken. Vanwege doorvalveiligheid is een gelaagde ruit nodig met pvb-folies ertussen. PV-cellen konden niet rechtstreeks tussen pvb-folies worden opgenomen omdat ze slecht bestand waren tegen de druk die nodig is om twee ruiten met pvb-folies te lamineren.
Het was wel mogelijk om de pv-cellen tussen EVA-folies te leggen, maar die zijn niet doorvalveilig en dus alleen geschikt voor gevels. Ook was het mogelijk de pv-cellen in giethars te leggen. Giethars gaat echter op den duur verkleuren. Daarbij was voor daken dan alsnog een gelaagde onderruit met pvb-folie nodig om het geheel doorvalveilig te maken. De benodigde opbouw met drie ruiten maakte het geheel extra duur en extra zwaar.
Projectgegevens
| Locatie | CS Utrecht |
|---|---|
| Opdrachtgever | ProRail |
| Bouwkundig ontwerp | Benthem Crouwel Architects, Amsterdam, i.s.m Ingenieursbureau Movares |
| Staalconstructie | Rijndijk Steelcontracting |
| Glaskap | BRS Building Systems, Moerkapelle i.s.m. Sapa Building System, Breda |
| Beplating | Sorba Projects, Winterswijk |
| Bouwperiode | 2011-2012 |
| Tekst | Henk Wind |
| Foto's | BRS Building Systems, Henk Wind |
Experiment
Op verzoek van ProRail ging BRS vijf jaar geleden zelf aan het experimenteren met pv-cellen tussen pvb-folies, met als doel om te komen tot koud buigbaar glas. Koud buigen van glas kan alleen met pvb-folies. Koud buigen is economisch aantrekkelijk omdat warm gebogen glas pakweg twee keer zo duur is.
Voor dit experiment werd een samenwerking gezocht met producenten van zonnepanelen en de glasindustrie. Via trial and error werden uiteindelijk een aantal proefmodules samengesteld die in 2006 werden toegepast in de gebogen perronkap van het station Zuilen. ProRail wilde onder meer weten wat het systeem aan stroom opbracht en wat de mogelijkheden waren om de cellen in patronen aan te brengen.
Uitwaaierende kappen
Vanaf dat moment bleef het stil totdat Benthem Crouwel Architectshet ontwerp maakte voor de renovatie van het Centraal Station Utrecht. De architect koos voor gebogen perronkappen, waarvan de middenzone voorzien is van gebogen glas met pv-cellen. De perronkappen waaieren uit over hun lengte, wat zich vertaalt in ruiten die steeds iets langer worden. De lengte varieert van 2400 tot 3480mm. Op elke ruit (980mm breed) zijn vijf stroken van elk vijf pv-cellen opgenomen. Deze zijn steeds gelijkelijk verdeeld over de lengte van de ruit, zodat het patroon steeds iets verloopt. In totaal gaat het om circa 1200 ruiten in 500 verschillende uitvoeringen.
‘Het project had niet eerder moeten komen. Er zijn inmiddels meerdere leveranciers bezig met pv-cellen in pvb-folies, maar alleen een Oostenrijkse fabrikant gaf garantie op de buigbaarheid’, aldus BRS Building Systems.
De kleinste buigstraal in de perronkappen is 25 meter. ‘Hoe ver we glas met pv-cellen kunnen buigen is nog niet precies bekend. Maar met deze buigstraal van 25 meter zitten we veilig en is geen celbreuk te verwachten.’
Zijaansluiting
Benthem Crouwel stelde ook nog bijzondere eisen aan het pv-gedeelte. De architect wilde geen junction box (verzamelpunt voor aansluitingen) aan de onderzijde van het glasdak. Daarom zijn de pv-cellen voorzien van zogenaamde tabs (metalen strips) die aan de zijkant uit de ruit komen. Daar worden met een sideconnector de draden aangekoppeld die vervolgens door het beglazingsprofiel heen worden gevoerd.
Om dit te maken zocht BRS samenwerking met Sapa Building System uit Breda. Dit bedrijf heeft zowel een solardivisie als een divisie die aluminium profielsystemen ontwikkelt.
Voor dit project hebben BRS en Sapa een speciaal beglazingsprofiel ontwikkeld dat overeenkomt met de breedte van de onderliggende staalprofielen en een hoogte heeft van slechts 60 mm. Aan de bovenzijde wordt dit profiel afgedekt met een doorgaand rubberprofiel en een vlakke deklijst. Water dat alsnog hier doorheen dringt wordt middels een tweede siliconenrubber onderin het profiel afgevoerd.
Het beglazingsprofiel is ook aan de zijkanten voorzien van een rubberprofiel. Hiermee wordt een strakke aansluiting op het onderliggende staalprofiel verkregen, waarbij de laatste maatverschillen worden weggewerkt. Overigens is de staalconstructie geplaatst met toleranties van slechts 5 mm in de profielen en slechts 2 mm in de opgelaste draadstiften.
Kitloos
Door deze rubber profielen kon met een volledig kitloos systeem worden gewerkt. Dat scheelt in toekomstig onderhoud. Maar een belangrijke reden was ook dat niet bekend is wat voor invloed kit heeft op de tabs die uit de zijkant van de ruiten komen.
Als voorbereiding heeft BRS een volledige mockup van het dak gebouwd. Dit om vertraging in de montage te voorkomen. Er is namelijk slechts een beperkte montagetijd beschikbaar omdat het perron hiervoor moet worden afgesloten. Daarom ook worden de zes perrons fasegewijs vernieuwd, met een planning tot begin 2012.
ProRail wil met de investering in pv-cellen invulling geven aan haar maatschappelijke voorbeeldfunctie. Er worden 34.000 pv-cellen geplaatst, met een totale opbrengst van 85.000 kWh per jaar, wat overeenkomt met het energieverbruik van 25 huishoudens. Dat is genoeg voor de roltrappen, de liften en de verlichting op de perrons. Het betekent een CO2-reductie van 46 ton per jaar.
PV op gebogen isolatieglas van atrium
| Lugten Malschaert Architecten uit Dordrecht benaderden BRS Building Systems voor een solardak voor het nieuwe hoofdkantoor van Van Leeuwen Buizen in Zwijndrecht. Dit moest een zeer duurzaam project worden. De architecten wilden een atriumdak van 200 m2 zo efficiënt mogelijk gebruiken. In eerste instantie gingen de gedachten uit naar sheddaken met pv-panelen. ‘De oriëntatie daarvan is op zich zeer gunstig, maar sheddaken met pv-panelen moet je op ruime afstand van elkaar plaatsen om te voorkomen dat ze in elkaars schaduw liggen. Een licht gebogen glasdak met pv-cellen is dan efficiënter. Je moet voor de opbrengst wel rekenen met een reductiefactor van 85 procent ten opzichte van een hellend vlak op het zuiden, maar je kunt veel meer oppervlak benutten.’ Daarbij vragen sheddaken bouwkundig veel meer randafwerking dan een gebogen glasdak. Bij dit project zijn de pv-cellen aangebracht op isolatieruiten. De pv-cellen zijn opgenomen in de met pvb-folie gelaagde bovenruit. De onderruit is eveneens gelaagd met pvb-folie. De buigstraal is ook hier circa 25 meter. In totaal zijn 30 ruiten toegepast van circa 1800 x 3100 mm. De pv-cellen hebben in dit project ook een zonwerende functie. Om via het dak alsnog diffuus daglicht binnen te halen, zijn speciaal geproduceerde cellen toegepast met daarin vierkante perforaties van 5 x 5 mm. Dit geeft een celtransparantie van 10 procent en een transparantie van het totale dak van 20 procent. |
De oorzaak van de breukpanelen, ligt in het feit dat haken van de lifelinegordel van de monteurs op de panelen zijn gevallen.
frank jansen
Solar project manager
Sapa Building System
Op 27 april heb ik diverse gebroken glasplaten gezien in de hierboven genoemde (en zeer mooie) perronoverkapping. Ik ben erg nieuwsgierig naar de oorzaak. Iemand?