Bauwerkintegrierte Photovoltaik (BIPV): Das sind die Vorteile bei Effizienz und Ökonomie
Die von der Bundesregierung beschlossene Energiewende sieht eine Erhöhung des Stromanteils aus erneuerbaren Energien (EE) auf 80 Prozent bis zum Jahr 2030 und Klimaneutralität bis zum Jahr 2045 vor. Fast alle Energiesystem-
szenarien zeigen, dass die Photovoltaik (PV) neben der Windkraft die wichtigste Säule der zukünftigen Energieversorgung in Deutschland und weltweit sein wird.
Nötig für eine erfolgreiche Energiewende in Deutschland sind nach Berechnungen des Fraunhofer ISE – je nach weiteren Randbedingungen – bis zu 500 Gigawatt Peak (GWp) installierte PV-Leistung. Das Potenzial zur Installation dieser Mengen ist in Deutschland vorhanden. Neben Freiflächen für Agri-
Photovoltaik bieten sich vor allem unsere rund 40 Millionen Gebäude an, deren Hüllflächen vom Sockel bis zum Dach eine theoretische Nennleistung von rund 1.000 GWp ergeben. Sofern man sie entsprechend nutzt.
Das solare Potenzial von Gebäudehüllen ist immens – nicht nur Dächer, auch Gebäudefassaden, Glasflächen, Balkonbrüstungen und Verschattungselemente sind für die Bestückung mit PV-Modulen geeignet (Abb. 2). Allein für Deutschland kommen das Leibniz-Institut für ökologische Raumentwicklung und das Fraunhofer ISE auf ein technisches Potenzial in Form von nutzbarer PV-Modulfläche an Gebäuden in Höhe von 2.800 km2 (560 GWp) an Dachflächen und 2.200 km2 (460 GWp) an Fassadenflächen. Der entsprechende potenzielle Jahresstromertrag aus diesen PV-Anlagen beläuft sich auf 456 TWh/a von Dächern und 215 TWh/a von Fassaden, also insgesamt 671 TWh/a. Die solare Aktivierung von ansonsten brachliegenden Dach- und Fassadenflächen bedeutet daher nicht nur eine sinnvolle Doppelnutzung vorhandener Flächen, sondern bietet sich geradezu an. Viele interessante Infos für Planer und Energieberater bezüglich BIPV bietet der Leitfaden Bauwerkintegrierte Photovoltaik [1], herausgegeben von der Initiative für Bauwerk-
integrierte PV-Anlagen.
Zwar stehen nach wie vor Dachflächen hoch im Kurs, wenn es darum geht, Ökostrom am eigenen Gebäude zu erzeugen und diesen auch selbst für Wärmepumpe, Haushaltsstrom und Elektromobilität zu nutzen, jedoch geraten zunehmend auch Fassadenflächen zur Installation bauwerksintegrierter Photovoltaik (BIPV) in den Fokus. Zu Recht, denn wie Solarziegel oder Indachmodule am geneigten Dach erfüllen auch vertikal installierte BIPV-Komponenten Aufgaben, die deutlich über die Stromgewinnung hinausgehen. Und damit sind nicht nur Wärmedämmung, Wind-, Sonnen- und Wetterschutz gemeint, sondern mittels farblicher oberflächentexturierter PV-Module auch gestalterische Aspekte – ungeachtet, ob an transparenten oder opaken Fassadenbereichen.
PV an der Fassade – vielseitige Optionen bringen Vorteile
Vertikal eingebaute Module nutzen die im Winter tiefstehende Sonne besonders gut aus. Je nach Ausrichtung liefern sie ihre Spitzenwerte nicht im Sommer wie die meisten Aufdachanlagen, sondern im Winter. Das wirkt den Einspeisespitzen im Sommer entgegen. Insbesondere in Kombination mit Dachanlagen ist dadurch ein hoher Eigenverbrauchsanteil vor allem bei Nichtwohngebäuden möglich, was die Wirtschaftlichkeit und die Netzdienlichkeit steigert. Anders als bei Dach- und Frei-
flächenanlagen schmälert Schneefall den Ertrag im Winter bei der vertikalen BIPV nicht.
Nicht zuletzt ästhetische Gründe sprechen für die gebäudeintegrierte Photovoltaik: Die Module ermöglichen teiltransparente Glasflächen, lichtundurchlässige Flächen in verschiedenen Farben oder zeigen die Struktur von kristallinen Solarzellen. Von einigen Herstellern werden für kristalline Siliziummodule schon Leistungsgarantien für 30 Jahre ausgestellt.
Die BIPV ist zwar teurer als andere Gebäudehüllen, andererseits eine sinnvolle Alternative zu Fassadenbekleidungen aus Metallpaneelen oder Naturstein. Bei einer zu sanierenden Gebäudehülle reduzieren sich außerdem die Mehrkosten deutlich. Nicht zuletzt können sich die Kosten für BIPV durch den produzierten Solarstrom inzwischen binnen zehn Jahren amortisieren. Kurzum: Die BIPV spart Material, Energie und Kosten und nutzt Flächen doppelt.
