Gebäudeintegrierte Photovoltaik

Was sind gebäudeintegrierte Photovoltaik-Anlagen?

Unter einer bauwerkintegrierten PV-Anlage versteht man Solarmodule an Wänden und anderen Teilen der Gebäudehülle. Diese Form der Photovoltaik wird auch als gebäudeintegrierte Photovoltaik beziehungsweise „Building-Integrated Photovoltaics“ (BIPV) bezeichnet. Während Solardächer mittlerweile ein gewohnter Anblick sind, scheint die Sonne allerdings nicht nur von oben: Auch Wände werden bestrahlt, von Osten, Westen und Süden. Nutze sie ebenso, um Strom zu gewinnen! Durch ihre Einbindung an Wände und anderen Außenflächen sind gebäudeintegrierte Photovoltaik-Anlagen Teil der Hauskonstruktion.

Kombiniert mit Solardächern oder Solardachziegeln erzeugen Häuser mit „Sonnenwänden“ den ganzen Tag hindurch einen höheren Stromertrag. Wo Dachflächen knapp sind oder nicht genutzt werden können, fängst Du damit trotzdem Sonnenstrom ein. Beispiele für wenig Dach per Wohnfläche sind mehrstöckige Mehrfamilienhäuser oder Hochhäuser.

Solarwände bieten noch mehr Vorteile. Du benötigst weniger Baustoffe für Mauerwerk, Verblendung oder Putz. Vor bestehende Wände kannst Du Vorbau-Solarplatten auf Gestellen montieren. In jedem Fall bilden Solarwände eine funktionale Schutzhülle. Einerseits isolieren sie gegen Wärmeverlust, andererseits dichten sie die Wandflächen gegen Schall, Wind und Regen ab. Kurzum: Sie sind sowohl für Neubauprojekte wie für energetische Sanierungen interessant. Außerdem steigerst Du den Wert Deiner Immobilie mit gläsernen, transparent wirkenden Solarmodulen auch optisch. Denn architektonisch ansprechende, moderne Fassaden sind optisch eine Bereicherung.

Senkrechte PV-Module an den Wänden sind längst nicht die einzigen gebäudeintegrierten Photovoltaik-Anlagen. Wird das Dach neu gedeckt, können sogenannte Überkopf-Module eingesetzt werden. Diese Solarmodule lassen sich an folgenden Dachkomponenten integrieren:

• auf Dachlatten

• in die Lattenkonstruktion

• ersetzen Dachziegel, Dachsteine, Dachplatten oder Schindeln komplett

Überkopf-Module zieren auch die Überdachungen von Wintergärten, Verandas oder Carports und fangen hier die Sonneneinstrahlung ein. Sie steigern die Stromausbeute und lassen als semitransparente Platten Tageslicht hinein.

Wofür eignen sich gebäudeintegrierte PV-Anlagen?

• BIPV können bei Neubauten oder Sanierungen eingesetzt werden

• BIPV erzeugen Solarstrom auch dann, wenn Dachflächen für ausreichende Solarstrom-Erzeugung im Verhältnis zu den Wohn-/Nutzflächen zu klein sind, zum Beispiel bei Hochhäusern oder mehrstöckigen Mehrfamilienhäusern, aber auch Gewerbeimmobilien wie Lagerhallen oder Bürogebäuden

• Als Einbaumodule ersetzen sie klassische Baustoffe wie Mauerwerk oder Putz

• Als Aufbaumodule können Wandflächen damit nachgerüstet werden

• Senkrechte Fassadenmodule nutzen Wandflächen. Vertikale Platten – sogenannte Überkopf-Module – werden als Haus-Überdachungen, auf Carports oder Wintergärten genutzt

Vor- und Nachteile gebäudeintegrierter Photovoltaik

Vorteile:

• Mehr Stromerzeugung

• Modernes, ästhetisches Erscheinungsbild

• Lärm- und Witterungsschutz

• Mögliche Baukostenersparnis durch Ersatz von Baustoffen

Nachteile:

• Geringere Leistungsausbeute je Fläche. Fassadenmodule sind meist senkrecht ausgerichtet und deshalb, über das Jahr betrachtet, weniger optimal zur Sonne geneigt als klassische Solarmodule auf einem Schrägdach. Dadurch kann der Stromertrag pro installierter Modulfläche geringer ausfallen.

• Größerer Bau- und Planungsaufwand als beim Aufbau klassischer Solarmodule auf dem Dach

• Wenige spezialisierte Handwerksbetriebe

Warum Solarstrom aus der Gebäudehülle?

Mit einer BIPV nutzt Du alle natürlich beleuchteten Gebäudeteile energetisch effizient. Da die Sonne nicht allein von oben, sondern ebenfalls von der Seite scheint, lässt sich zusätzlich diese Energie verwerten. Auch die Jahreszeit entscheidet: Durch den tiefen Sonnenstand im Winterhalbjahr können Sonnenwände sogar mehr Energie liefern als konventionelle Dachmodule mit Ausrichtung zum Himmel.

Anstelle eintöniger Wände können gebäudeintegrierte Photovoltaik-Anlagen die städtebauliche Tristesse durchbrechen. Gläserne Wände mit verschiedenfarbigen Modulen wirken modern und ästhetisch. So bieten BIPV verschiedene Möglichkeiten, Stromerzeugung mit Fassadengestaltung zu verbinden. Kurzum: Solarwände absorbieren nicht nur Sonnenstrahlen. Sie ziehen auch Blicke an.

Mit BIPV verhält es sich wie mit jeder energetischen Investition: Gut geplant macht sie sich bezahlt. Schließlich erzeugen BIPV mehr Strom, ersetzen klassische Baustoffe und dämmen die Häuser zusätzlich. Ein weiterer Vorteil offenbart sich bei den langfristigen Kosten. Solarwände sind wartungsärmer und langlebiger als schräge oder waagerechte Solarmodule, da sie weniger Witterungseinflüssen trotzen müssen. Sie sind unempfindlicher gegen Niederschläge wie Schnee, Starkregen oder Hagel. Auch sammeln sich auf den senkrechten Modulen kaum Laub, Schmutz oder und Schnee an, die diese verdecken und so die Leistung mindern.

Was sind senkrechte PV-Module?

Senkrechte PV-Module sind Bestandteile der Hausfassade. Waagerechte Solarpaneele dienen dagegen als sogenannte Überkopfmodule der Dachabdeckung. Senkrechte Module können in den Wandbau integriert sein und klassische Baustoffe ersetzen. Eine bestehende Fassade lässt sich alternativ mit vorgehängten Modulen bestücken. Hierbei werden die Solarmodule auf ein eigenes Gestell montiert und es bleibt eine Schicht zur Hinterlüftung bestehen. Dabei muss die Wand notwendige statische Vorgaben erfüllen.

Als gebäudeintegrierte Photovoltaik Dach- und Wand-Platten verwendet die Solarindustrie teilweise kristalline Module, häufiger aber Dünnschichtmodule. Dünnschichtmodule sind hocheffizient. Sie enthalten Halbleitermaterialien, die auf Glas oder Kunststoff aufgedampft werden. Diese lichtabsorbierenden Schichten sind nur wenige Mikrometer dick. So bleiben die Solarmodule extrem dünn, leicht und formbar und werden meistens mit einer schützenden Glasschicht versehen.

Vor- und Nachtteile senkrechter PV-Module

Vorteile:

• Bauwerkintegriert direkt in der Fassade

• Gleichmäßigerer Stromertrag über den Tag durch Süd-, West- und Osteinstrahlung

• Ausgeglichenere Jahresstromproduktion bei tieferem Sonnenstand im Winter

• Möglichkeit ästhetischer und funktionaler Gebäudehüllen

• Geringere Verschmutzungs-Anfälligkeit, da weniger Umwelteinflüsse

• Hohe Effizienz, da sich zwei von drei Photovoltaik-Fassaden immer in windgeschützten Bereichen befinden und Innenwärme der Häuser den Energieverlust der Module reduziert

Nachteile:

• Teurer in der Installation als klassische Solar-Dachmodule

• Niedrigere Energieausbeute als klassische Dachmodule (außer bei tiefstehender Morgen-, Abend- und Wintersonne)

Vor- und Nachteile von Überkopf-Modulen

Vorteile:

• Erzeugen zusätzlichen Strom (z. B. auf dem Carport für das E-Auto)

• Ersetzen klassische Dachaufbauten

• Lassen als transparente Platten Tageslicht durch

Nachteile:

• Benötigen besonders solide Dachlatten

• Eine bauaufsichtliche Zulassung ist notwendig

• Klassische Solardachmodule sind für Überkopf-Einbau nicht zugelassen

• Der Raum unterm Dach muss vor Beschädigungen durch Sturm oder herabfallende Teile geschützt werden (im Regelfall durch Edelstahlnetze)

Wann lohnen sich BIPV?

Kurze Antwort: mittel- bis langfristig. In der Installation sind BIPV-Module teurer als klassische Solarplatten auf dem Dach: pro Quadratmeter Fassadenfläche rund 400 bis 600 Euro pro Kilowatt-Peak. Auch die Leistungsausbeute fällt niedriger aus. Bei einer herkömmlichen Dach-PV beträgt sie etwa 1.500 Euro, bei Solarfassaden rund 2.000 bis 3.000 Euro je Kilowatt-Peak. Der Grund liegt vor allem in der aufwändigeren Installation sowie in möglicher Verschattung durch Bäume und Ausrichtung zu Nachbarwänden. Rechne dagegen Deine Stromkosten-Ersparnis durch den zusätzlichen Solarstrom und die möglichen Einnahmen durch Einspeisung auf.

Werden Solaranlagen gefördert?

Ja, für Photovoltaik-Anlagen gibt es Förderungen. Ob Neubau oder energetische Sanierung: Du kannst zinsgünstige KfW-Kredite und regionale Zuschüsse beantragen. Wir beraten Dich gerne und prüfen, welche Förderungen in Deinem individuellen Fall möglich sind.

Darüber hinaus profitierst Du von der Einspeisevergütung nach dem Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG).