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Gestalten und ernten: Photovoltaik an der Fassade

Photovoltaik Fassade in La Confluence bei Lyon (Frankreich)

Wenn private Bauherren über eine PV-Anlage nachdenken, geht es meistens um eine Anlage auf dem Dach. Inzwischen werden allerdings vermehrt Projekte gestartet, bei denen auch an Ein- und Mehrfamilienhäusern Photovoltaik-Module an der Fassade befestigt, beziehungsweise in diese integriert werden. Die daraus gewonnenen Erträge können zwar noch nicht mit der verbreiteten Aufdach-Technik mithalten, die Module haben aber ein starkes Gestaltungspotential und bieten zudem Erträge, wenn der Einstrahlwinkel für Dachmodule eher ungünstig ist.

Dünnschicht an der Fassade

In Bezug auf die Energiebilanz der Photovoltaik spielen zwei Dinge eine wesentliche Rolle: erstens der Einstrahlwinkel der Sonne und zweitens die Art der Module. Für Solarmodule auf dem Dach werden in der Regel kristalline Solarzellen mit einem entsprechend guten Wirkungsgrad verwendet. An der Fassade hingegen kommen oft die günstigeren Dünnschicht-Module zum Einsatz, die einen geringeren Wirkungsgrad haben, dafür aber gestalterisch sehr viel mehr Möglichkeiten bieten. So sind diese nicht immer nur in Blau oder Schwarz erhältlich, sondern auch nahezu ohne Ertragseinbußen in einer Vielzahl anderer Farben, Oberflächenbehandlungen und auch Formen. Außerdem ist es teilweise möglich, die Module individuell zu gestalten und exakt auf das Gebäude abzustimmen. Schließlich haben Dünnschicht-Module ein geringeres Eigengewicht, können auch diffuses Licht gut nutzen und sind weniger empfindlich gegen Wärme als kristalline Module. Letzteres bedeutet, dass sie nicht unbedingt hinterlüftet werden müssen, um geringere Erträge durch einen Hitzestau zu vermeiden.

Der an sich eher ungünstige Sonnen-Einfallwinkel der Module an der Fassade kommt der Solarernte im Winter zugute, wenn die Sonne sehr flach steht und somit gerade die Fassadenmodule optimal erreicht werden.
Wichtig ist grundsätzlich, bereits im Entwurf zu berücksichtigen, dass jeder Vorsprung einen Schatten erzeugt und die Erträge reduziert werden. So wird beispielsweise an Gebäuden mit Fassaden-PV gerne auf Dachüberstände verzichtet.

Die Technik der Fassaden-Photovoltaik

Zu einer PV-Anlage an der Fassade gehört, wie auf dem Dach, neben den Solarzellen, die zu Modulen zusammengefasst werden, der Wechselrichter, der den in den Modulen produzierten Gleichstrom in Wechselstrom umwandelt sowie ein Einspeisezähler. Schwieriger als bei einer Aufdach-Anlage kann es mit der Verkabelung werden. Möglichkeiten bieten hier beispielsweise die Innenseiten von Balkonbrüstungen, so dass die Kabel auch für Wartungszwecke gut erreicht werden können. Zudem sollten auch die Module selbst leicht austauschbar sein.

Grundsätzlich unterscheiden Fachleute den Fassadenaufbau nach Kaltfassade, also hinterlüfteter Vorhangfassade, bei der die Module mit einem geringen Abstand vor der eigentlichen Fassade sitzen und einer Warmfassade ohne Hinterlüftung. Bei dieser übernehmen dann die Module selbst alle Funktionen der Gebäudehülle. Dies ist das Konzept der gebäudeintegrierten Photovoltaik (GIPV), bei der ohnehin benötigte Teile der Fassade durch die Module ersetzt werden, wie beispielsweise in einer Glaswarmfassade, bei der die Isolierverglasung durch PV-Module ausgetauscht wird. Diese müssen dementsprechend auch isolieren, gegen Witterung schützen und können, je nach System und Aufbau, auch für einen guten Schall- und bei Verwendung von Verbundsicherheitsglas in den Modulen für einen guten Einbruchsschutz sorgen.

Optisch ansprechend ist, wenn auf eine Aufhängung mit sichtbaren Klemmen oder Halterungen verzichtet werden kann. So entsteht ein homogenes und modernes Erscheinungsbild. Ein Beispiel für den Aufbau einer vorgehängten, hinterlüfteten Fassade sind Solarmodule, die auf einer Trägerplatte verklebt werden, um dann als vorgefertigtes Panel mit einer verdeckten Halterung an einer auf der tragenden Wand befestigten Tragkonstruktion zu sitzen. Zwischen tragender Wand und Panel kann eine Dämmschicht Wärmeverluste minimieren.

Ein schönes Beispiel, wie eine PV-Fassade ein komplettes Hotel mit Strom versorgt gibt es hier.

Sonnenschutz plus PV

Eine andere Möglichkeit um Photovoltaik an der Fassade unterzubringen ist die Kombination von Solarzellen mit dem Sonnenschutz. Hier stehen sowohl feststehende als auch bewegliche Systeme zur Verfügung. Sie liefern Strom, schützen vor Sonne und das Tageslicht wird optimal in den Raum gelenkt.