Spart Smart Film Energie? Stromverbrauch und Kosten

Smart Film kann den Energieverbrauch senken, ist jedoch nicht in jeder Installation automatisch ein energiesparendes Produkt. Das Ergebnis hängt von der Technologie, der vorhandenen Verglasung, der Fassadenausrichtung, dem Betriebsplan, dem lokalen Klima und davon ab, ob das Gebäude kühlungs- oder heizungsdominiert ist.

Es gibt zwei getrennte Energiefragen:

1. Wie viel Strom verbraucht die Folie während des Betriebs?
2. Reduziert ihre Veränderung der Licht- und Solardurchlässigkeit den HVAC- oder Beleuchtungsbedarf stärker als dieser Stromverbrauch?

Bei auf Privatsphäre ausgerichteter PDLC-Folie lässt sich die erste Frage einfach berechnen. Die zweite erfordert projektspezifische optische Daten und bei größeren Installationen eine Bewertung der Verglasung oder der Gebäudeenergie.

PDLC-Stromverbrauch: Berechnen Sie zuerst die Folienlast

PDLC-Smart-Film ist im bestromten, transparenten Zustand mit 3.7 W/m² angegeben. PDLC benötigt normalerweise Strom, um klar zu bleiben; wird die Stromversorgung unterbrochen, streuen die Flüssigkristalltröpfchen das Licht und die Folie wird privat und transluzent.

Verwenden Sie diese Berechnung:

Monatlicher Stromverbrauch (kWh)
= Folienfläche (m²) × 3.7 W/m² × transparente Stunden pro Tag × Betriebstage
÷ 1,000

Um die monatlichen Betriebskosten zu schätzen:

Monatliche Betriebskosten
= Monatlicher Stromverbrauch (kWh) × lokaler Stromtarif

Dies sollte die Betriebslast der Folie und gegebenenfalls den Standby-Verbrauch von Steuerung oder Transformator einschließen. Es sollte nicht mit dem gesamten HVAC-Ergebnis des Projekts verwechselt werden.

Für eine flächen- und zeitplanbasierte Berechnung verwenden Sie den Smart-Film-Kostenrechner.

Der SPD-Stromverbrauch ist zustandsabhängig

SPD-Folie folgt einer anderen elektrischen Logik.

Bei SPD basiert die monatliche elektrische Berechnung auf der Zeit, in der die Folie transparent bleibt:

Monatlicher Stromverbrauch (kWh)
= Folienfläche (m²) × 3 W/m² × transparente Stunden pro Tag × Betriebstage
÷ 1,000

Eine 50-m²-SPD-Installation, die über 30 Tage täglich 8 Stunden transparent gehalten wird, würde verbrauchen:

50 × 3 × 8 × 30 ÷ 1,000 = 36 kWh pro Monat

Wenn das SPD-System abgedunkelt ist, ist die Folie selbst mit 0 W/m² spezifiziert. In der Praxis sollte der endgültige elektrische Zeitplan dennoch Steuerungsverluste und die gewählte Steuerungsarchitektur berücksichtigen.

Senkt PDLC den Klimatisierungsbedarf?

PDLC verändert im Privatsphärenzustand den Weg des Tageslichts, indem es dieses streut. Das kann direkte Blendung reduzieren und die Solardurchlässigkeit verändern, wodurch der Kühlbedarf in sonnenexponierten Räumen sinken kann. PDLC ist jedoch in erster Linie eine Technologie für Privatsphäre und diffuse Lichtsteuerung, nicht ein universeller Ersatz für leistungsstarke Sonnenschutzverglasung.

Eine begutachtete Simulation älterer Bürogebäude mit Vorhangfassaden ergab, dass die Ergebnisse einer PDLC-Nachrüstung je nach Gesamtenergiedurchlassgrad, Gebäudebetrieb und Klima variierten. Die Studie berichtete über einen geringeren Kühlbedarf, aber auch einen höheren Heizbedarf im Winter, wenn die Folie zur Blendungssteuerung geschaltet wurde, und warnte ausdrücklich davor, die Ergebnisse auf jedes Gebäude zu verallgemeinern. Siehe Energies, „Evaluation of Energy and Daylight Performance of Old Office Buildings…“.

Eine Verringerung solarer Gewinne kann in einem kühlungsdominierten Raum vorteilhaft sein, während dieselbe Verringerung in einem heizungsdominierten Gebäude nützliche solare Winterwärme entziehen kann.

Warum veröffentlichte PDLC-Leistungsdaten abweichen können

Beispielsweise maß eine in Buildings veröffentlichte Feldstudie 0.3 W/m², um eine bestimmte nachgerüstete PDLC-Folie mit einer dedizierten 32 V AC-Steuerung im transparenten Zustand zu halten. Dieselbe Studie berichtete im matten Zustand über einen Folienstrom von null. Siehe Buildings, „Analysis of Temperature and Humidity Control of PDLC Smart Windows…“.

Dieser Unterschied bedeutet nicht zwangsläufig, dass eine der Angaben falsch ist. Der PDLC-Leistungsbedarf kann variieren durch:

• Folienaufbau und -dicke
• Angelegte Spannung und Frequenz
• Wirkungsgrad der Steuerung
• Messmethode, einschließlich Wirk- gegenüber Scheinleistung
• Betriebsbedingungen im transparenten Zustand
• Folienfläche und elektrische Segmentierung

In Polymers veröffentlichte Forschung ergab ebenfalls, dass PDLC-Strom und Scheinleistung bei den getesteten Proben mit der Folienfläche zunahmen. Verwenden Sie für Planungszwecke die elektrische Spezifikation der ausgewählten Folie und Steuerung und validieren Sie diese anschließend anhand der erwarteten Installationsfläche.

PDLC, SPD und herkömmliche Sonnenschutzfolie

Herkömmliche Sonnenschutzfolie verbraucht keinen Betriebsstrom, bleibt jedoch das ganze Jahr über unverändert. Dies kann für dauerhaft heiße, stark besonnte Fassaden nützlich sein. Sie kann jedoch auch das sichtbare Tageslicht und nützliche solare Wintergewinne reduzieren.

Das National Renewable Energy Laboratory weist darauf hin, dass Sonnenschutzfolien den Gesamtenergiedurchlassgrad des vollständigen Verglasungssystems reduzieren und dadurch den kühlungsbezogenen Energieverbrauch in wärmeren Klimazonen verbessern können. Dieselbe Analyse weist auf den Zielkonflikt hin: Geringere solare Gewinne können den Heizenergiebedarf erhöhen, und eine geringere sichtbare Transmission kann den Innenbeleuchtungsbedarf erhöhen, wenn tageslichtabhängige Steuerungen vorhanden sind.

Deshalb ist eine Folie ohne Stromverbrauch nicht automatisch über ein ganzes Jahr hinweg die energieärmste Option.

Was die Energieleistung tatsächlich bestimmt

Für eine zuverlässige Bewertung sollten Sie das vollständige System statt nur der Folienleistung bewerten:

• Vorhandener Glastyp: Einfachverglasung, Doppelverglasung, Low-E, getönt oder laminiert
• Fensterausrichtung: Ost- und Westfassaden sind häufig schwierigeren Blendungs- und Kühlbedingungen ausgesetzt
• Klima: Kühlungsdominierte und heizungsdominierte Regionen verhalten sich unterschiedlich
• Zeitplan für den Folienzustand: Stunden im klaren Zustand beeinflussen den Stromverbrauch von PDLC und SPD direkt
• SHGC oder TSER: Fordern Sie Daten für den genauen Glas-Folien-Aufbau an
• VLT: Eine geringere Lichttransmission kann Blendung verringern, aber den Beleuchtungsbedarf erhöhen
• Steuerungen: Manueller Betrieb, Zeitpläne, Belegungserfassung, Sonnensensorik und HVAC-Integration können die Ergebnisse erheblich verändern

Auch das US-Energieministerium kommt zu dem Schluss, dass die Energieleistung von Fensteranbauten von Klima und Betriebsverhalten abhängt. In kühlungsdominierten Klimazonen hilft Sonnenschutz im Allgemeinen; in vielen heizungsdominierten Klimazonen kann ein Produkt nur einen geringen Gesamtenergievorsteil bieten oder schlechter abschneiden als ein unbeschattetes Fenster.

Auch die Haltbarkeit beeinflusst die Langzeitberechnung

Ein geringer täglicher Leistungswert ist nur ein Teil der Lebenszyklusleistung. Folienzuverlässigkeit, elektrische Anschlüsse, Kantenabdichtung, Qualität der Steuerung und Schalthäufigkeit beeinflussen Wartungsrisiken und die Kontinuität des Betriebs.

Fazit

• PDLC: Beginnen Sie mit der bekannten elektrischen Last von 3.7 W/m² im bestromten klaren Zustand. Betrachten Sie die Kühlungsreduktion als projektspezifische Möglichkeit, nicht als garantierten Prozentsatz.
• SPD: Berechnen Sie 3 W/m² im transparenten und 0 W/m² im abgedunkelten Zustand. Seine Betriebslogik kann den Stromverbrauch besser an die Nutzung der Solarsteuerung anpassen.
• Herkömmliche Sonnenschutzfolie: Benötigt keinen Betriebsstrom, bietet jedoch eine feste Solar- und Tageslichtleistung, die möglicherweise nicht für jede Jahreszeit oder Belegungsbedingung geeignet ist.

Die praktische Prüfung ist einfach: Vergleichen Sie den Stromverbrauch der Folie mit der erwarteten Änderung des Energiebedarfs für Kühlung, Heizung und Beleuchtung des vollständigen Verglasungssystems. Ohne diesen Vergleich bleibt „Energieeinsparung“ eine Richtung, nicht ein überprüftes Projektergebnis.

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