Photovoltaik-Module sind überwiegend auf Dächern zu sehen. Doch
auch unverschattete, der Sonne zugewandte Gebäudeseiten eignen sich
für die Solarstromgewinnung. Mittlerweile sind zahlreiche
standardisierte PV-Module für Fassaden erhältlich, bei
entsprechendem Budget werden sie aber auch objektspezifisch
gefertigt. Einerseits besteht die Möglichkeit, Paneele nachträglich
an der Außenwand anzubringen, andererseits sie von vornherein in
die äußere Fassadenschicht zu integrieren. In diesem Fall wird von
Gebäudeintegrierter Photovoltaik (GIPV) oder
Bauwerksintegrierter Photovoltaik (BIPV) gesprochen.
Gallerie
Fassadenintegrierte Photovoltaik lässt sich besonders gut mit Glasfassaden kombinieren, wie hier an den Brüstungsbändern eines Bürohauses zu sehen.
Bild: Yvonne Kavermann, Berlin
01|06
Fassadenintegrierte Dünnschicht-Photovoltaik-Module am Gebäude der FUSS-Gruppe in Berlin Adlershof.
Bild: Yvonne Kavermann, Berlin
02|06
PV-Fassade des Hochhauses am Getreidemarkt der TU Wien: Das 1970 errichtete Gebäude wurde 2014 zum Plus-Energie-Hochhaus umgebaut.
Bild: Urte Schmidt, Berlin
03|06
Zentrum für Photovoltaik und Erneuerbare Energien (ZPV) im Wissenschaftspark Adlershof mit semitransparenten PV-Modulen (monokristalline Siliziumzellen in Glas-Glas-Modulen) vor der Glasfassade, Architektur: Gunter Henn
Bild: Yvonne Kavermann, Berlin
04|06
Bei nachträglich angebrachten PV-Paneelen ist die Unterkonstruktion zumindest teilweise sichtbar.
Bild: Urte Schmidt, Berlin
05|06
In Schrägstellung montiert sind die PV-Module stärker der Sonne zugewandt.
Bild: Urte Schmidt, Berlin
06|06
Planen mit PV
Form und Orientierung des Gebäudes sind von großer Bedeutung für
die Stromerzeugung. Vor- und Rücksprünge in der Fassade,
Balkone und Dachüberstände können die Paneele verschatten. Zu
bedenken ist außerdem, dass ihre senkrechte Stellung ungünstig für
die Sonneneinstrahlung ist. Dieses Problem kann eine überschuppende
Anordnung, wie bei einer Stülpschalung oder Schindeln, teilweise
beheben. Es lohnt sich ebenso, über eine Anbringung als Vordach
oder Überkopfverschattung nachzudenken. Schließlich benötigen
Fassaden, die hohe Solargewinne erzielen, zugleich einen geeigneten
Sonnenschutz für die Innenräume.
Über Jahrzehnte hinweg sollen die PV-Module kontinuierlich Strom
erzeugen – und dabei mechanischen Belastungen und der Witterung
trotzen. Gerade die fassadenintegrierten Systeme sind mitunter sehr
teuer und zugleich unverzichtbarer Bestandteil der Gebäudehülle.
Ihre Lebensdauer ist abhängig von der Qualität der Materialien,
einem zuverlässigen Betrieb und dem Verlauf eines altersbedingten
Leistungsrückgangs, wie er für alle PV-Module typisch ist.
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Fassadenintegrierte Photovoltaik lässt sich besonders gut mit Glasfassaden kombinieren, wie hier an den Brüstungsbändern eines Bürohauses zu sehen.
Bild: Yvonne Kavermann, Berlin
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Fassadenintegrierte Dünnschicht-Photovoltaik-Module am Gebäude der FUSS-Gruppe in Berlin Adlershof.
Bild: Yvonne Kavermann, Berlin
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PV-Fassade des Hochhauses am Getreidemarkt der TU Wien: Das 1970 errichtete Gebäude wurde 2014 zum Plus-Energie-Hochhaus umgebaut.
Bild: Urte Schmidt, Berlin
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Zentrum für Photovoltaik und Erneuerbare Energien (ZPV) im Wissenschaftspark Adlershof mit semitransparenten PV-Modulen (monokristalline Siliziumzellen in Glas-Glas-Modulen) vor der Glasfassade, Architektur: Gunter Henn
Bild: Yvonne Kavermann, Berlin
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Bei nachträglich angebrachten PV-Paneelen ist die Unterkonstruktion zumindest teilweise sichtbar.
Bild: Urte Schmidt, Berlin
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In Schrägstellung montiert sind die PV-Module stärker der Sonne zugewandt.
Bild: Urte Schmidt, Berlin
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Glas-Glas-Module und Dünnschichtmodule
Am weitesten verbreitet ist die auf kristallinem Silizium
basierende Photovoltaik. Bei Glas-Glas-Modulen, auch
Doppelglasmodule genannt, sind die kristallinen PV-Zellen in ein
Silikongel in der Glas-Zwischenschicht eingebettet. Meist werden
dazu thermisch vorgespannte Gläser oder Dünngläser verwendet. Wird
rückseitig eine weitere Glasschicht auflaminiert, eignen sich die
Module auch als Vordach oder Brüstung. Getönte Gläser, Folien und
Siebdrucke verleihen den Paneelen Farbe – oft unter Abstrichen beim
Wirkungsgrad. Üblicherweise messen sie ca. 1.700 x 1.000 mm.
Bei Dünnschichtmodulen werden die Halbleiter ohne sichtbare
Leiterbänder auf ein Trägermaterial wie Glas oder Metallfolie
aufgebracht. Dadurch können die Solarzellen sogar roll- und faltbar
sein. Als Halbleiter-Materialien kommen amorphes Silizium,
Cadmiumtellurid, Kupfer-Indium-Gallium-Selenid und
Kohlenwasserstoffe (organische Photovoltaik) zum Einsatz.
Entsprechend gibt es Dünnschichtzellen in verschiedenen Farben:
Weiß, Grau, Beige, Grün, Rotbraun, Blau und Schwarz. Standardmäßig
sind sie im Format 1.200 x 600 mm erhältlich.
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Fassadenintegrierte Photovoltaik lässt sich besonders gut mit Glasfassaden kombinieren, wie hier an den Brüstungsbändern eines Bürohauses zu sehen.
Bild: Yvonne Kavermann, Berlin
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Fassadenintegrierte Dünnschicht-Photovoltaik-Module am Gebäude der FUSS-Gruppe in Berlin Adlershof.
Bild: Yvonne Kavermann, Berlin
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PV-Fassade des Hochhauses am Getreidemarkt der TU Wien: Das 1970 errichtete Gebäude wurde 2014 zum Plus-Energie-Hochhaus umgebaut.
Bild: Urte Schmidt, Berlin
03|06
Zentrum für Photovoltaik und Erneuerbare Energien (ZPV) im Wissenschaftspark Adlershof mit semitransparenten PV-Modulen (monokristalline Siliziumzellen in Glas-Glas-Modulen) vor der Glasfassade, Architektur: Gunter Henn
Bild: Yvonne Kavermann, Berlin
04|06
Bei nachträglich angebrachten PV-Paneelen ist die Unterkonstruktion zumindest teilweise sichtbar.
Bild: Urte Schmidt, Berlin
05|06
In Schrägstellung montiert sind die PV-Module stärker der Sonne zugewandt.
Bild: Urte Schmidt, Berlin
06|06
Dünnschichtmodule sind gegenüber anderen Solarzellen deutlich
leichter und günstiger. Sie gelten darüberhinaus als besonders
leistungsfähig bei schlechten Lichtverhältnissen und hohen
Temperaturen. Die Module sind allerdings weniger langlebig und
haben einen geringeren Wirkungsgrad. Maßgeschneiderte PV-Module
sind in der Herstellung deutlich teurer als standardisierte – dafür
besteht mehr Gestaltungsspielraum.
Konstruktionen
Die Glasplatten der Module lassen kaum Feuchtigkeit durch.
Sollen sie als Bekleidungselemente dienen, empfiehlt sich eine
vorgehängte hinterlüftete Fassade. Dazu werden die Paneele auf
einer Unterkonstruktion aus Metall aufgebracht, die den
nötigen Abstand zur Außenwand herstellt. Angeboten werden auch
vorgefertigte Faserbetonelemente, die für den PV-Einsatz
vorbereitet sind. Gut geeignet sind sowohl große ungestörte
Wandflächen als auch durchgehende Brüstungen. Über Anordnung und
Größe der Platten lassen sich mit einfachen Mitteln
abwechslungsreiche Fassadenbilder erzeugen. In Schrägstellung
montiert, sind die Module außerdem stärker der Sonne zugewandt.
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Fassadenintegrierte Photovoltaik lässt sich besonders gut mit Glasfassaden kombinieren, wie hier an den Brüstungsbändern eines Bürohauses zu sehen.
Bild: Yvonne Kavermann, Berlin
01|06
Fassadenintegrierte Dünnschicht-Photovoltaik-Module am Gebäude der FUSS-Gruppe in Berlin Adlershof.
Bild: Yvonne Kavermann, Berlin
02|06
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In Schrägstellung montiert sind die PV-Module stärker der Sonne zugewandt.
Bild: Urte Schmidt, Berlin
06|06
Das Feuchtigkeitsproblem lässt sich auch mit einer Pfosten-Riegel-Fassade lösen: Diese kann
Isolierverglasungen mit einlaminierten Dünnschichtmodulen
aufnehmen. Die Transparenz der Glasebene ist durch die Abstände
zwischen den einzelnen Zellen bestimmbar. Je nach Dichte der Zellen
erübrigt sich ein zusätzlicher Sonnenschutz.
Von Beginn an eingeplante GIPV fällt manchmal kaum ins Auge –
insbesondere bei Einsatz farbiger Paneele. Bei nachträglich
angebrachten PV-Paneelen ist die Unterkonstruktion zumindest
teilweise sichtbar. Greifen die Tragprofile jedoch bestehende
Raster auf, etwa die Geschosshöhe oder Fensterfluchten, können sich
Photovoltaikmodule selbst in bestehende Fassaden gut einfügen.
Darüber hinaus lassen sich Fenster und Türen sowie Vordächer und
Brüstungen unkompliziert mit PV-Elementen ausstatten.
Literatur: Mettler, Studer, He: Made of Solar,
Basel 2024
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Bild: Yvonne Kavermann, Berlin
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