Solarfassade als Alternative zur Dach-PV-Anlage
Solarenergie gehört anders als Gas und Kohle zu den erneuerbaren Energien. Sie ist emissionsfrei und schont das Klima. Sonnenlicht kann zur Stromerzeugung, zum Heizen und im Rahmen der E-Mobilität eingesetzt werden. Insbesondere Solarstrom wird zunehmend nachgefragt und selbst für den Outdoorbereich werden mobile Solaranlagen mit Speicher angeboten. Doch was ist, wenn zu Hause auf dem Dach kein Platz für PV ist oder keine geeignete freie Fläche zur Verfügung steht? Was viele nicht wissen: Fassaden sorgen nicht nur dafür, dass ein Gebäude optisch gut aussieht und im Winter Heizenergie nicht entweicht. Vor einer Gebäudewand lassen sich auch Solarmodule montieren oder in die Fassade integrieren. Das Potenzial an nutzbaren Gebäudeflächen zum Erzeugen von grünem Strom ist riesig. Die als bauwerkintegrierte Photovoltaik (Building Integrated Photovoltaics, kurz: BIPV) bezeichneten Photovoltaik-Fassaden sind an Wohnhäusern und Industriegebäuden umsetzbar.
In diesem Beitrag erfährst du mehr über die Möglichkeiten einer Photovoltaik-Anlage in Form einer Solarfassade, ihre Kosten sowie Vor- und Nachteile.
In oder auf die Hauswand – diese Möglichkeiten gibt es für Solarfassaden
Bevor du eine Photovoltaik-Fassade an deinem Haus umsetzt, musst du dir überlegen, ob die Solaranlage in die Gebäudewand integriert oder auf die Hauswand montiert werden soll. Bei einer Integration der Solarmodule ersetzen diese Teile des Putzes und der Dämmung. In diesem Fall spricht man auch von Warmfassade. Bei einer Montage der Anlage auf der Gebäudewand spricht man von Kaltfassade. In diesem Fall bilden die Photovoltaik-Module die Gebäudehülle und schützen zusätzlich die eigentliche Fassade vor Witterungseinflüssen.
Solarstrom dank Solarfassade mit PV-Modulen
Besteht eine Außenwand aus PV-Modulen, wird von einer Solarstromfassade gesprochen, für die verschiedene PV-Module eingesetzt werden können. Bei Warmfassaden werden häufig sogenannte Dünnschicht-Solarmodule integriert. Ihre Oberflächenbeschichtung kann eingefärbt werden, sodass sich die Dünnschicht-Module der Fassadenfarbe anpassen lassen. Ein weiterer Vorteil ist ihr Gewicht: Dünnschichtmodule sind leichter als kristalline Module. Zwar haben Dünnschicht-PV-Module einen niedrigeren Wirkungsgrad, dafür haben sie einen höheren Ertrag bei geringer Sonneneinstrahlung. Weitere Vorteile sind der günstigere Preis, das formbare Trägermaterial und die vielfältigen Gestaltungsmöglichkeiten.
Beim Verwenden von kristallinen Solarmodulen kannst du zwischen monokristallinen Solarzellen und polykristallinen Modulen wählen. Teurer, aber dafür mit einem höheren Wirkungsgrad ausgestattet, sind die monokristallinen Module. In beiden Fällen sollte auf eine gut hinterlüftete Fassade geachtet werden, da bei unzureichender Wärmeabfuhr der Wirkungsgrad sinkt.
Durch die Verwendung von Glas auf der Vorder- und auf der Rückseite des Solarmoduls sind Glas-Glas-Solarmodule äußerst robust und leistungsstark. Flexible Solarfolien lassen sich dank ihrer dünnen und biegsamen Beschaffenheit sehr gut in die Fassade integrieren. Bedruckbare PV-Module zeichnen sich durch farbiges Modulglas aus. Bei Bedarf kann ein Foto auf der Gesamtfläche der Module im Siebdruckverfahren aufgebracht werden. Für farbige Fassaden bieten sich auch farbige SIS-Solarzellen (Semiconductor-Insulator-Semiconductor) an. Dank ihrer transparenten Vorderseitenschicht gibt es hier ebenfalls vielfältige Gestaltungsmöglichkeiten in unterschiedlichen Farben.
Solltest du nicht deinen eigenen Strom, sondern Heizwärme erzeugen wollen, dann kannst du das mithilfe von Solarthermie-Kollektoren tun. Da die Kollektoren ein breiteres Spektrum an Sonnenlicht verarbeiten, erzeugen sie auch an zum Teil verschatteten Flächen noch ausreichend Leistung. Anders als bei der Solarstromfassade wird bei der Solarwärmefassade jedoch zwingend ein Energiespeicher benötigt.
Vor- und Nachteile einer vertikalen Montage
Steht einem keine geeignete oder nur eine kleine Dachfläche zum Erzeugen von Solarstrom zur Verfügung, kann man mit einer Solar-Fassade die Außenwand des Gebäudes dafür nutzen. Bei einem Neubau spart man zusätzlich bei anderen Materialien, da weniger Fläche verputzt oder gedämmt werden müssen. Vorteilhaft sind auch die Gestaltungsmöglichkeiten, wie man an der Fassade des neuen Verwaltungsgebäudes der Stadtwerke Gronau sehen kann. Im Wechsel mit normalen Fensterscheiben wurden an dem Neubau Glasmodule mit integrierter Solarfolie angebracht. Organische Solarzellen, die mit einem speziellen Druckverfahren auf die Folien aufgebracht werden, erzeugen den Strom.
Während in den dunklen Wintermonaten Solarfassaden in der Regel einen höheren Ertrag erzielen als Photovoltaik auf dem Dach, ist es im Sommer genau umgekehrt: Im Vergleich wird aufgrund ihres geringeren Wirkungsgrads der Energieertrag in dieser Zeit bis zu 30 Prozent geringer ausfallen. Insgesamt wird für einen vergleichbaren Ertrag bei PV-Fassaden eine größere Fläche benötigt als bei Dach-PV-Anlagen, die zudem leichter zu montieren und preiswerter sind.
Für eine Solarfassade mit PV-Modulen gilt pro Quadratmeter Fläche die Faustformel von 400 bis 600 Euro. Mehr als 1.000 Euro pro Quadratmeter muss man für in die Fassade integrierte Module zahlen und zwischen 350 bis 1.000 Euro kostet ein Quadratmeter bei einer Fassade mit Solarthermie. Damit sind Solarfassaden deutlich teurer als Photovoltaik auf dem Dach, zudem mehr Modulfläche benötigt wird, um einen vergleichbaren Energieertrag zu erzielen.
Das KfW-Förderprogramm 270 gewährt für Photovoltaikanlagen an Fassaden, auf Dächern, und für Photovoltaik auf Freiflächen zinsgünstige Kredite.
Vor der Vertikalmontage empfehlen wir eine Eignungsprüfung. Sehr gut geeignet ist eine komplett nach Süden ausgerichtete Fassade. Mit welcher standortbedingten Verschattung muss gerechnet werden? Wie groß ist die nutzbare Oberfläche? Für ein Kilowatt Strom brauchst du etwa zehn Quadratmeter Fassadenfläche.
Tipp: Frag vor der Planung einer PV-Anlage bei deiner Kommune nach, welche Auflagen und Genehmigungen zu beachten sind und achte darauf, dass die Solarmodule über die allgemeine bauaufsichtliche Zulassung gemäß DIN 18008 als Verbundsicherheitsglas durch das Deutsche Institut für Bautechnik (DIBt) verfügen. Gefragt nach JA Solar Erfahrungen spricht einiges für das gute Preis-Leistungsverhältnis des chinesischen Anbieters. Durch die Produktion in Asien kann es aber zu Lieferverzögerungen kommen.
Energie-Fassaden für die Industrie
Die Anforderungen an eine moderne Gebäudeplanung sind hoch. Bis 2050 soll der Gebäudebestand in Deutschland möglichst klimaneutral sein. Klimaeffizienz und Nachhaltigkeit spielen daher neben Funktionalität und Ästhetik eine immer wichtigere Rolle. Industriegebäude verfügen mit ihren oft großen Fassadenflächen über eine optimale Grundlage für eine effiziente und schnelle Montage von Photovoltaik-Fassadensystemen – insbesondere, wenn es darum geht, den so erzeugten Strom selbst zu nutzen. Da der selbst produzierte Solarstrom viel günstiger ist als der von den Energieversorgern können Gewerbebetriebe ihre Industriestrom Kosten auf diese Weise erheblich senken. Anbieter wie Antec Solar bieten intelligente Lösungen, ergänzen Gebäudehüllen mit PV, gestalten sie zu Energiefassaden um und etablieren immer weiter BIPV-Module.
Es gibt mehrere preisbestimmende Faktoren: Zum einen hängen die Kosten von der Größe der Fläche ab, an der die Solarmodule angebracht werden und damit von der Anzahl der benötigten Solarmodule. Zum anderen haben Art und Qualität der Solaranlage Einfluss auf den Preis ebenso wie die Art der Montage. Wer im Zuge einer energetischen Sanierung einen Altbau mit einer Warmfassade nachrüsten möchte, hat höhere Kosten als bei einem Neubau. Vergleicht man eine Solarfassade mit einer klassischen Fassade, kann man von etwa 20 Prozent höheren Kosten ausgehen. Je nach Einsparungsmöglichkeiten bei den Kosten für Energie bzw. Strom kann sich die Investition aber lohnen.
Bei einer Photovoltaik-Fassade werden die Solarmodule vertikal an der Fassade des Gebäudes montiert. Durch die senkrechte Anbringung verwenden die Solar Module vor allem das Sonnenlicht der tief stehenden Sonne. Abhängig vom Lauf der Sonne und den umliegenden Häusern kann es zu einer langen Schattenbildung kommen. Wir empfehlen vor der Installation einer gebäudeintegrierten Photovoltaikanlage eine Simulation, denn je nach Schattenbildung wird der Wirkungsgrad der Solaranlage beeinflusst und kann sinken.
Grundsätzlich ist die Montage einer Solarfassade nicht kompliziert. Das Untergestell wird parallel zur bestehenden Fassade vertikal vor die Wand montiert und gewährleistet auf diese Weise die Hinterlüftung. Gleichzeitig werden Unebenheiten der Hauswand ausgeglichen. Auf dieser Konstruktion werden dann die Querträgerprofile und Module angebracht. Wichtig ist, dass zum Schutz von Passanten die Richtlinien aus dem Glasbau beachtet werden. Fallweise sind zusätzliche statische Nachweise zu erbringen. All das sollte bei der zeitlichen und finanziellen Planung berücksichtigt werden.
Der Name sagt es schon: Eine Solarfassade ist eine ganz besondere Art von Gebäudehülle. Normalerweise bestehen PV-Fassaden aus einer ganzen Reihe von Solarzellen, die von außen nicht sichtbar sind, da sie in die Außenwand integriert sind. Alternativ werden die Solarmodule an die Außenwand angebracht. Das Sonnenlicht wird wie bei einer klassischen PV-Anlage von den Modulen aufgenommen, in Strom umgewandelt und zur Stromversorgung des Gebäudes verwendet.