8. Februar 2024

Photovoltaik (PV) lässt sich längst nicht nur auf Dächern, sondern auch an Gebäudefassaden anbringen. Doch bislang bleibt das enorme PV-Potenzial der Fassaden ungenutzt. Das will das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz geförderte Verbundforschungsprojekt „SolarEnvelopeCenter“ ändern: Unter Führung des Fraunhofer ISE in Freiburg arbeiten Industrieunternehmen und Forschungszentren an standardisierten Lösungen, wie sich PV-Anlagen technisch einfach, schnell und kostengünstig an Gebäudehüllen umsetzen lassen.

Zu teuer, zu kompliziert, zu unästhetisch: Solarmodule an Gebäudefassaden fristen buchstäblich ein Schattendasein. „Während sich fast jedes Dach mit relativ geringem Aufwand mit Photovoltaik ausstatten lässt, sind herkömmliche PV-Module für Fassaden in der Regel ungeeignet. Integrieren lassen sie sich nur mit einem unverhältnismäßig großen technischen und finanziellen Aufwand“, erklärt Christian Luft, Experte für Energiemanagement beim Beratungsunternehmen Drees & Sommer. Allein mit Blick auf die Zahlen sei eindeutig: „Um das Ziel von 200 Gigawatt Solarenergie bis 2030 zu erreichen, müssen wir die installierte PV-Kapazität vervielfachen. Ohne Photovoltaikanlagen an Gebäudefassaden ist das nicht zu schaffen. Der Knackpunkt ist dabei: Derzeit fehlen uns die standardisierten Planungsinstrumente, um Photovoltaik sowohl technisch, aber auch wirtschaftlich an den Fassaden anzubringen.“
 
Geballte Kompetenz aus allen Marktsegmenten
Mit dem Forschungsprojekt will ein Netzwerk aus Industrie- und Forschungspartnern das nun ändern und entwickelt Normallösungen für PV-Integration an den Gebäudehüllen. Dr. Helen Rose Wilson, Projektleiterin des Fraunhofer ISE, erläutert die Ziele des Forschungsvorhabens: „Bisher handelt es sich bei PV-Anlagen an den Fassaden überwiegend um Speziallösungen, die Beteiligte mühsam erarbeiten müssen. Unsere Forschung soll konkrete, zum Teil standardisierte Lösungen aufzeigen, die Anwendende dann je nach Projektanforderungen kombinieren und weiter ausarbeiten können.“

Wissenschaftlich begleitet wird das Projekt durch das Solarforschungsinstitut Fraunhofer ISE und das Deutsches Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz GmbH (DFKI) mit Sitz in Saarbrücken. Solarfachkräfte und Hersteller sind durch die Deutsche Gesellschaft für Solarenergie (DGS) und dem Photovoltaik-Systemanbieter IBC SOLAR vertreten. Für Praxistauglichkeit der erarbeiteten Standards in der Baubranche sollen das Stuttgarter Architekturbüro wulf architekten und das Stuttgarter Bauberatungsunternehmen Drees & Sommer sorgen.
 
Erste Beispiele aus der Gebäude-Praxis
Wie sich Photovoltaikmodule erfolgreich in die Gebäudefassaden integrieren lassen, zeigen Vorzeigeprojekte wie das Rathaus Freiburg. Rund 800 Photovoltaikmodule an der Fassade und auf dem Dach des 2017 fertiggestellten Rathauses sorgen dafür, dass das Gebäude mehr Energie erzeugt als es verbraucht. Auch der Drees & Sommer-Büroneubau OWP 12 in Stuttgart ist als Plusenergiegebäude konzipiert. Neben Solaranlagen auf dem Dach sorgt die innovative Fassade mit PV-Elementen an der Süd- und Westseite für ausreichend grünen Strom und deckt etwa ein Drittel des Gebäude-Strombedarfs ab. Insgesamt wird auf knapp 700 m² Fassadenfläche ein Ertrag von rund 70 Megawattstunden im Jahr gewonnen. Dank der innovativen Fassadenkonstruktion, die sehr hohen Anforderungen an Schallschutz und Wärmedämmung standhält, ist die Fassade in Kombination mit den PV-Elementen nur 210 mm dick.
 
Über den Dachrand hinausdenken
„Auch wenn Solaranlagen auf den Dächern ertragreicher sind, lohnt es sich durchaus auch in die Photovoltaikanlagen an den Fassaden zu investieren. Die beiden Projekte sind das beste Beispiel dafür. Wer klimaneutral und damit zukunftsfähig bauen will, muss wortwörtlich über den Dachrand hinausdenken“, sagt Kai Babetzki, Experte für Energiemanagement bei Drees & Sommer, der das Forschungsvorhaben zusammen mit Christian Luft in den nächsten Jahren begleitet. Ihr Teamkollege und Fassadenexperte bei Drees & Sommer Valentin Balog unterstreicht weitere Vorteile von Photovoltaik-Anlagen an Gebäudehüllen: „Bauwerkintegrierte PV-Anlagen sind wahre Multitalente. Richtig eingesetzt können sie nicht nur Strom erzeugen, sondern reduzieren Lärmeintrag, schützen vor extremen Witterungen und regulieren das Klima innerhalb der Gebäude“.

In zwei Jahren soll das Forschungsprojekt „SolarEnvelopeCenter“ abgeschlossen werden. Geplant sei, Teilergebnisse der Forschung als VDI-Richtlinie zu veröffentlichen, um die breite Anwendung zu fördern und damit die Solarisierung der Gebäudehülle zu beschleunigen.
 
Veranstaltungstipp: BIPV-Forum
Am 28. Februar 2024 beim BIPV-Forum (verlinken mit ) in Bad Staffelstein tritt das „SolarEnvelopeCenter“-Konsortium zum ersten Mal gemeinsam in der Öffentlichkeit auf. Mit einem Thementisch und bei der Poster-Ausstellung wollen die Konsortiumsmitglieder über das Konzept des Projekts und die Praktikabilität der Lösungsansätze mit weiteren Teilnehmenden des PV-Symposiums diskutieren. Angesprochen werden unter anderem Themen wie die Anpassung von PV-Modulen für BIPV-Anwendungen oder Methoden zur Wirtschaftlichkeitsberechnung.

Quelle: Drees & Sommer