Energiegewinn mit Stil Gebäudeintegrierte Photovoltaik (BIPV) ist ein Nischenmarkt mit Perspektive
Ein Designer-Outfit fürs Haus, das Strom gewinnt und gleichzeitig viele Mehrwerte bietet? „Gebäudeintegrierte Photovoltaik“ (engl.: building integrated photovoltaics bzw. BIPV) lautet das vermeintliche Zauberwort, das all diese Eigenschaften in sich vereint.
Solarkreise im Olympischen Park in Peking aus Dünnschichtmodulen. Bild: Odersun/Artur Thill
„Easy-In-System“-Solarmodule statt Dachziegel – optisch und wirtschaftlich attraktiv: Auch Dachfenster lassen sich problemlos in das System einbinden. Bild: Solarwatt
PV und Design: Ein maßgeschneidertes, leistungsstarkes, zukunftsweisendes kristallines Solarpaneel bietet Architekten die Möglichkeit, individuelle PV- und Gebäudedesigns zu schaffen. Diese in Fassaden, Glasdächer, Sonnenblenden, Vorhangfassaden, Doppelverglasungen etc. integrierbaren Einheiten stellen eine optisch ansprechende Methode zur Erzeugung Erneuerbarer Energie dar. Bild: Tenesol
Solares Bauen ermöglicht energieautarkes, attraktives Wohnen und Mobilität: Mit Design-Award ausgezeichnete Dünnschicht-Module von Soltecture (ehemals Sulfurcell Solartechnik) im Einsatz bei Vorzeigeprojekt von Vattenfall, Volvo und A-hus. Das eigens für das One Tonne Life-Pilotprojekt errichtete Plus-Energie-Haus zur Reduktion der jährlichen Pro-Kopf CO²-Emissionen ist mit einem Wärmespeicher und 106 in Deutschland hergestellten Soltecture-Dünnschichtsolarmodulen ausgestattet. Bild: Solecture
„Mit in die Gebäudehülle integrierten PV-Elementen kann der Modernisierer oder Bauherr Strom produzieren, Witterungseinflüsse reduzieren, eine bessere Wärmedämmung erreichen und gleichzeitig für ein modernes Aussehen des Wohn- oder Geschäftshauses sorgen“, erklärt Jochen Grönegräs, Hauptgeschäftsführer des Bundesverbandes Flachglas (BF), zu der Thematik.
Der Begriff „Gebäudeintegrierte Photovoltaik“ beschreibt den Einsatz von PV-Elementen im Bereich des Daches, der Fassade, der Fenster und bei Verschattungslösungen. Je nach verwendeten Modulen auf kristalliner oder auf Dünnschicht-Basis lassen sich ganz unterschiedliche Wirkungen erzielen.
PV-Elemente auf kristalliner Basis
Silicium bildet die Grundlage für PV-Elemente auf kristalliner Basis. Dabei werden rund 0,3 mm dünne Platten aus einem Siliciumblock herausgesägt, der zuvor aus flüssigem Silicium gezogen wurde. Die dabei entstehenden monokristallinen oder polykristallinen PV-Zellen werden miteinander verschaltet. Den höchsten Wirkungsgrad von bis zu 15% erreichen kristalline Module bei optimaler Ausrichtung zur Sonne.
„Das gilt es, bei der Integration in die Gebäudehülle zu beachten. Kristalline Lösungen funktionieren bei Schatten und hohen Temperaturen, wie sie im Bereich von Fassaden vorkommen, nicht ganz so ideal“, so Grönegräs. „Ist allerdings ein Dach oder eine Hauswand mit optimaler Ausrichtung zur Sonne hin vorhanden, können sie gut in die Gebäudehülle eingefügt werden und verleihen dieser durch ihre interessanten Blauschattierungen eine ganz besondere Optik.“
PV-Elemente als Dünnschicht-Lösung
Noch geeigneter für die Integration in die Gebäudehülle sind Dünnschichtzellen: Bei ihnen wird die photoaktive Schicht auf eine Glasscheibe aufgedampft. Eine zweite Glasscheibe schließt die Schicht wie bei einem Sandwich ein. Alternativ kommen auch andere Trägermaterialien zum Einsatz. Diese ermöglichen es, Module in ganz unterschiedlichen Größen, Formen und Designs herzustellen, da man nicht auf eine bestimmte Glasart und -größe festgelegt ist.
„Abgesehen davon, dass Dünnschichtzellen sehr energiearm hergestellt werden, benötigen sie nur sehr wenig wertvolles Halbleitermaterial und eignen sich für nahezu jede denkbare Oberfläche, da sie inzwischen auch maßgefertigt werden können. Eine ideale Voraussetzung für den Einsatz am Gebäude, wo es selten Standardmaße gibt und die optische Erscheinung ebenso wie die mechanischen Eigenschaften eine große Rolle spielen“, so Grönegräs.
Zwar haben Dünnschichtzellen aktuell nur einen Wirkungsgrad von bis zu 12%. „Dafür sind sie aber bei Streulicht oder sehr schwachem Licht effizienter und leiden auch nicht so sehr unter Temperaturschwankungen“, beschreibt der Glas-Experte das Prinzip. Daher kann es auch an weniger geeignet erscheinenden Ecken des Gebäudes Verwendung finden – sei es an der Fassade, auf dem Glas der Fenster und Türen oder zum Beispiel im Bereich von Dachflächen, die nicht ideal zur Sonne hin ausgerichtet sind.
Trends in der modernen Architektur
Was früher noch als „Umweltspinnerei“ und „Hausverschandelung“ angeprangert wurde, hat sich längst zu einem echten Hingucker und zu einer ernsthaften Alternative zu herkömmlichen Fassaden- und Verschattungssystemen entwickelt. Während die klassischen, kristallinen PV-Elemente sich in erster Linie an Dächern mit Südausrichtung platzieren lassen, können Dünnschichtmodule unauffällig in viele Bereiche von Bestands- und Neubauten integriert werden.
„Großflächige Nutzungsmöglichkeiten ergeben sich durch die Fähigkeit von integrierten Solarmodulen, andere Baumaterialien wie z.B. Fassadenelemente oder Dachsteine zu ersetzen“, erklärt Grönegräs. Diese Materialkosten spart der Bauherr beim Einsatz von entsprechenden PV-Modulen. Die in der Regel überschaubaren Mehrkosten eines solchen integrierten Solarelements zahlt die Anlage durch den produzierten Strom zurück und generiert auch nach dem virtuellen Kostenausgleich weiterhin grünen und wertvollen Strom, von dem Eigentümer direkt profitieren. Er kann z.?B. direkt für die Beleuchtung der Räume genutzt werden oder gegen Entgelt ins Stromnetz eingespeist werden.
„Aber auch ein Wintergarten kann damit ausgestattet werden und bietet dann im Sommer wie im Winter ein schönes Licht, Schutz vor der Sonne und elektrischen Strom aus der Natur“, so Grönegräs. Eine besonders interessante Variante sei der Einbau von teiltransparenten Dünnschicht-Modulen. „Mit Solarmodulen kann man inzwischen richtig gestalten. Es gibt sie in verschiedenen Ausführungen, bedruckt, mit Strukturglas oder sogar begehbar und mit Dämmwirkung dank Isolierglaseinsatz“, so der BF-Geschäftsführer. Der besondere Clou: Ersetzen z.?B. teiltransparente Isolierglasmodule Dachelemente, gewähren sie einen ganzjährigen Ausblick auf den Himmel – und damit ein einzigartiges Naturkinoerlebnis.
KONTAKT: Bundesverband Flachglas e.V., 53840 Troisdorf, Tel. 02241 87270, Fax 02241 872710, info@Bundesverband-Flachglas.de, www.Bundesverband-Flachglas.de
