Photovoltaik-Module bekleiden die Fassade

Nachhaltigen Strom erzeugen und gleichzeitig noch gut aussehen? Photovoltaikmodule nicht nur auf dem Dach, sondern auch an der Fassade verbauen? Gebäudeintegrierte Photovoltaik lautet die Antwort!

Design und Energieerzeugung im Einklang

Das im Frühjahr 2017 fertiggestellte Institutsgebäude des Zentrums für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) in Stuttgart beweist, dass sich hochmoderne Photovoltaik(PV)-Technik und zeitgemäße Architektur nicht ausschließen müssen. Photovoltaik-Module, die sowohl ästhetisch aussehen und optische Akzente setzen als auch sauberen Strom erzeugen, charakterisieren das Projekt: Zusätzlich zur Solarstromanlage auf dem teilweise begrünten Dach wurde ein Großteil der Fassade des ZSW-Institutsgebäudes mit gebäudeintegrierten PV-Modulen verkleidet. Die nicht spiegelnden dunkelgrauen Dünnschicht-Solarmodule beinhalten kaum sichtbare Zellstrukturen. Sie können wie herkömmliche Glasflächen zur Fassadengestaltung genutzt werden. Durch die zusätzliche Nutzung der Fassadenfläche kann auch in Städten mehr Photovoltaik installiert und somit Strom vor Ort produziert werden.

Durch und durch nachhaltig

Für die Bauherren stand im Vorhinein fest, dass das Gebäude dem Institutsnamen alle Ehre machen soll: Woran drinnen geforscht wird, soll sich zukünftig bereits außen an der Fassade ablesen lassen; der PV-Technik von morgen. Die vom ZSW mitentwickelten, innovativen CIGS-Dünnschicht-Module bieten die Möglichkeit, auch in Städten großflächig PV zu installieren. Die Integration der Dünnschicht-Module in die Fassade erforderte neben der frühzeitigen Berücksichtigung in der Planung der Elektrotechnik auch eine Zustimmung im Einzelfall der Bauaufsichtsbehörde . Realisiert wurde bei diesem Vorhaben außerdem der Einsatz von geothermischen Erdsonden mit Wärmepumpen.

 

Deutliche Leistungssteigerung im Vergleich zur herkömmlichen Installation auf dem Dach

Insgesamt 256 Quadratmeter (m2) Photovoltaik-Module sind auf der Fassade angebracht, welche eine Systemleistung von 29 Kilowattpeak (kWp) erreichen. Die Module sind nach Südosten, Südwesten und Nordwesten ausgerichtet, wodurch sich die sonst übliche Einspeisespitze zur Mittagszeit vermeiden lässt. Drei Fassadenseiten und das Dach eines Gebäudeteils dienen somit als Fläche zur Erzeugung von Solarstrom. Durch die südöstliche, südwestliche und nordwestliche Orientierung erhöht sich der Energiegewinn in den Morgen- und Abendstunden relativ zu einem nach Süden orientierten, geneigten PV-Dach. Dadurch kann mehr des vor Ort produzierten Stroms selbst verbraucht werden. Besonders im Winter lässt sich ein erstaunlicher Vorteil gegenüber einem südorientiertem, geneigtem PV-Dach feststellen: Die vertikal an der Fassade installierten PV-Module liefern bei tief stehender Sonne einen deutlich höheren Energieertrag.

Kenndaten

Leistung Dach [kWp] 18,5 kWp
Leistung Fassade gesamt [kWp] 28,8 kWp
Durchschnittlicher Ertrag pro Jahr Dach: 830 kWh/kWp (Verschattung durch zentralen Technikaufbau), Fassaden SO: 590 kWh/kWp; SW: 870 kWh/kWp ; NW: 270 kWh/kWp
Anteil der Eigenstromnutzung 100%
CO2 Einsparung ca. 15,6 t CO2 äquivalente jährlich nach BISKO, IFEU-Institut
Fläche Dach 200 m²
Fläche Fassade 256 m²
Jahr der Inbetriebnahme 2017
Projektierer ZSW
Modulhersteller NICE Solar Energy GmbH
Installateuer W Quadrat
Betreiber ZSW
Ort Stuttgart