Energiegewinnung an der Fassade reduziert den Heizwärmebedarf

Gebäudehülle kann PV und Solarwärme nutzen

An gebäudeintegrierter Fotovoltaik wird derzeit intensiv gearbeitet, so gibt es beispiesweise Dünnschichtmodule, die sich in Warm-, Kalt- und Anlehnfassaden integrieren lassen. Die Module können bis zu einer Größe bis von 2,20 m x 2,60 m (5,7 m2) produziert werden.

Im Sichtbereich von Fenstern und Warmfassaden können die Module die Gebäudefunktionen Sonnenschutz, Wärmedämmung, Witterungsschutz, Energieerzeugung, Blend- sowie Blickschutz sowie Schallschutz übernehmen. Sie können als semitransparente Isolierglasausführung in Fenstern und Fassadenbereichen und als undurchsichtige Verglasung im Bereich der Brüstung eingesetzt werden. Eine semitransparente Ausführung lässt nicht nur genügend Tageslicht in den Raum, sondern übernimmt darüber hinaus die Funktion des Sonnenschutzes. Mittels Laserung können je nach Bedarf unterschiedliche Transparenzgrade erzeugt werden. An großflächig opaken Fassadenflächen kommen Module als vorgehängte Fassadenverkleidungen zum Einsatz.

Heliatek hat Solarfolien bereits zur Anwendungsreife in Bauprodukten entwickelt und gemeinsam mit Reckli in Beton integriert. Viele andere Lösungen, die auf organischer PV basieren, sind noch in einem vorindustriellen Stadium oder in Labors.

Solarfolien sind anwendungsreif

Bei der senkrechten Montage an einer Fassade kommen die besonderen Eigenschaften der organischen Solarfolie zum Tragen. Suie verfügt über ein ausgezeichnetes Schwachlicht­verhalten, was sich als großer Vorteil bei der suboptimalen Ausrichtung einer senk­rech­ten Fassade erweist.

Das Schweizer Start-up-Unternehmen Flisom kann bis zu ein Meter breite Bahnen von Solarfolien herstellen und kooperiert mit Tata Steel. Auch andere Stahlhersteller sind an Projekten beteiligt, die teilweise jedoch schon einige Jahren laufen, ohne dass es zu konkreten Ergebnissen kam. Dyesol ist ein australisches Unternehmen und arbeitet mit dem indischen Stahlgiganten Tata Steel bei der Entwicklung organischer PV für Bauanwendungen zusammen. Das Stuttgarter Forschungsinstitut ZSW hat CIGS-Solarzellen auf Emaillierstahl gebracht.

Der Eidgenössischen Technischen Hochschule Lausanne (EPFL) in der Schweiz ist es im Labor gelungen, mit Festkörper-Solarzellen (DSC) einen Wirkungsgrad bei vollem Sonnenlicht von 11,3 Prozent zu erzielen. Festkörper-Solarzellen gelten als stabiler als herkömmliche Farbstoffsolarzellen.

Thyssen-Krupp Steel Europe beteiligt sich am Solliance-Forschungsprogramm, um biegsame Solarzellen aus lichtaktivem Kunststoff in Flachstahl zu integrieren. Die Integration in Flachstahl soll es im Baubereich möglich machen, Stromerzeugung mit PV unsichtbar in der Fassade zu ermöglichen.

Dyesol arbeitet mit dem amerikanischen Glashersteller Pilkington an Strom erzeugendem Glas. Heliatek kann ebenfalls transparente Solarfolien in Isolierglasfenster integrieren. Der Transparenzgrad und die Farbe könne individuell an Kundenanforderungen angepasst werden.

Aktive Bauteile sind noch selten

Im Gegensatz zu Fassaden mit integrierten Solarthermie- oder Fotovoltaikanlagen gibt es bislang kaum Fassaden, die etwa als aktibe Bauteile selbst Solarenergie aufnehmen.

Transparente Wärmedämmung war ein Versuch, solare Heizungen mit einfachsten Mitteln ohne zusätzliche Haustechnik zu realisieren. Fassadenelemente wandeln bei der transparenten Wärmedämmung Sonnenlicht in Wärme um, die dann vergleichbar mit einer Wandheizung den Komfort im Innenraum erhöht. Die Vollkosten betragen zwischen 400 und 650 Euro für Holzmodulfassaden, 450 bis 750 Euro pro Quadratmeter für die Aluvariante und 200 bis 400 Euro für die Einfachvariante.

Da keine aktive Steuerung verwendet wird, muss zusätzlich in Verschattung investiert werden oder die Kapazität so gering dimensioniert sein, dass es im Sommer nicht zu einer Überhitzung der Gebäude kommt. Die Idee hat sich bislang nicht durchgesetzt.

Die Schweizer Firma Glassx hat ein spezielles Glas entwickelt, das als thermischer Speicher Energie speichert, aber auch wärmt und kühlt. Es reflektiert die hochstehende Sommer- und die tiefstehende Wintersonne unterschiedlich. Der Hersteller gibt einen Ug-Wert von unter 0,5W/m²K an.

Ein anderer Ansatz sind Solarwaben, die in die Wärmedämmung in der Fassade integriert werden. Mit den Paneelen und integrierten Fenstern wurde nach Angaben des Herstellers ein U-Wert von 0,86 W/m²K erreicht. Der Preis liegt bei zirka 200 Euro pro Quadratmeter.