Ästhetik und Architektur spielen bei der hochwertigen Integration von Photovoltaikanlagen in die Gebäudehülle eine genauso wichtige Rolle wie Technik und Handwerk. Dies ist unter anderem ein Grund, weshalb die bauwerkintegrierte Photovoltaik (BIPV) immer noch am Anfang steht. „Doch dies wird sich rasch ändern“, ist sich Matthias Egli sicher. Er ist Geschäftsführer des Branchenverbands Swissolar.
Die kleine Schweiz kann inzwischen schon eine erhebliche Anzahl von erfolgreichen Projekten vorweisen – und es werden mehr. „Das Wachstum war in den letzten Jahren rasant in der gesamten Branche“, sagt Matthias Egli auf dem diesjährigen Symposium Solares Bauen, das Swissolar im September dieses Jahres bereits zum sechsten Mal organisiert hat. „Bis vor wenigen Jahren waren es einzelne Anlagen, die vertikal in Fassaden installiert wurden. Im letzten Jahr wurden mehrere Hundert BIPV-Systeme realisiert. In diesem Jahr rechnen wir mit etwa 1.000 solcher Projekte und nächstes Jahr werden es weit über 1.000 Anlagen sein, die in Fassaden integriert werden“, ist sich Matthis Egli sicher.
In die Skalierung kommen
Dies ist zwar immer noch ein kleiner Prozentsatz im Vergleich zu den etwa 60.000 Solaranlagen, die in der Schweiz jedes Jahr gebaut werden. „Wichtig ist aber zu sehen, wie sich der Markt entwickelt“, betont der Swissolar-Chef. „Wenn wir über die letzten Jahre auf das solare Bauen zurückschauen, haben wir viele Jahre Pionierarbeit erlebt. Viele Projekte haben geklappt, einige sind gescheitert. Viel wichtiger ist jetzt aber, dass wir von einer Pionierphase in eine Skalierungsphase kommen.“ In der Schweiz hat diese Skalierungsphase bereits begonnen. „Die Architektur ist bereit, die Anlagen können auch wirtschaftlich betrieben werden, die Politik will BIPV-Fassaden für mehr Winterstrom, Technik und Standard entwickeln sich rasant“, umreißt Egli das Marktumfeld in der Schweiz.
Brandschutz ist wichtig
Tatsächlich ist die Schweiz Vorreiter, wenn es um BIPV geht. Die Hürden sind zwar ähnlich hoch wie in Deutschland, doch die Baubranche, die Behörden und die Anbieter von bauwerkintegrierten Systemen arbeiten daran, sie zu schleifen.
So gelten schon jetzt in der Schweiz klarere Regeln beim Brandschutz von Solaranlagen in den Fassaden. Zusammen mit Partnern aus der Solar-, der Versicherungs- und der Baubranche sowie Behörden hat der Branchenverband Swissolar eine Empfehlung für die Bauämter der Kantone und Kommunen entwickelt, wie sie mit der Brandsicherheit in Solarfassaden umgehen können. „Die Vorschriften sind klar, aber es braucht eine Art Stand der Technik. Wir können nicht mehr für jedes Projekt einzeln einen Nachweis erbringen“, sagt Samuel Summermatter, Geschäftsführer des Photovoltaikplaners Plan-E aus Luzern, auf dem diesjährigen Symposium Solares Bauen.
Stand der Technik definieren
Um etwas mehr Tempo in die Umsetzung der Projekte zu bringen, haben sich die Branchen in der Schweiz zunächst auf ein Übergangsdokument geeinigt. Es regelt, wie der Nachweis zum Brandschutz erbracht werden soll. Bis spätestens 2026 werden alle Beteiligten an den Bauten einen Stand der Technik definieren. Bauherren, Architekten und Solarplaner wissen dann, welche Produkte, Bauteile und Konstruktionen sie einsetzen können, damit der Brandschutz in der Solarfassade gegeben ist. Diese Regelungen sollen auch gelten, wenn die Fassadenanlagen genehmigungsfrei werden.
Von einem Marktanteil, wie ihn die BIPV-Branche in der Schweiz bereits schafft, ist man in Deutschland noch weit entfernt. Doch auch hier ist das Interesse an der Integration von Solaranlagen in Fassaden groß. Das merken die Hersteller von Montagesystemen, die inzwischen auch Unterkonstruktionen für die Fassadenintegration entwickelt haben.
Neuen Markt erschließen
Im Unterschied zur Schweiz konzentrieren sich diese aber auf Industriefassaden. „Wir sehen in diesem Segment ein großes Marktpotenzial für die Solarfassade, gerade in der Industrie und im Gewerbe. Denn dort sind die Dachflächen meist schon genutzt, der Strombedarf aber noch nicht gedeckt“, erklärt Haris Mulalic, Leiter des Produktmanagements für Fassadensysteme bei K2 Systems. „Weitere Flächen müssen gewonnen werden. Da bietet sich natürlich die Fassade als wunderbare Lösung an.“
Außerdem können die Unternehmen die eigene Sonnenstromernte besser ausnutzen – auch ohne Speicher. „Die Solarfassade liefert schön verteilt von morgens bis abends einen gleichmäßigen Ertrag ohne die Spitzen am Mittag und den geringeren Ertrag morgens und abends. Damit stehen die Solarfassaden nicht in Konkurrenz zu den Dachanlagen oder zu den Flächenanlagen. Das heißt, wir können einen ganz neuen Markt erschließen und somit Photovoltaikstrom erzeugen ohne zusätzlichen Flächenverbrauch“, betont Haris Mulalic.
Für Bestandsfassaden entwickelt
K2 Systems hat schon im vergangenen Jahr mit PV Wall mehrere Systeme für die Solarfassade präsentiert. Neben einem System für Trapezblechfassaden hat das Unternehmen auch Lösungen für Beton- und Steinfassaden und zusammen mit dem Befestigungsspezialisten Fischer ein System für Sandwichfassaden entwickelt.
Auf der diesjährigen Intersolar hat K2 Systems eine Variante für die Nachrüstung an bestehenden Beton- und Steinfassaden gezeigt. Mittels Distanzschrauben von Reisser kann der Handwerker die Konstruktion durch die Wärmedämmung direkt an der Fassade anbringen.
Modulpreise gesunken
Der Grund für die Konzentration auf die Fassaden von Gewerbe- und Industriebauten liegt auf der Hand. Neben den geringeren Ansprüchen an die Ästhetik stehen große, zusammenhängende Fassadenflächen zur Verfügung, oftmals sogar ohne Fenster, erklärt Haris Mulalic.
Hier müssen die Solarmodule nicht an ein vom Architekten vorgegebenes Raster angepasst oder einzelne Module oder Modulreihen aufwendig in die Fassadenästhetik eingepasst werden. Die Standardtechnologie reicht aus. „Die Fassadenanlagen sind in letzter Zeit stark im Trend, auch weil die Modulpreise stark gefallen sind und zusätzlich sich der Energiebedarf in den Wintermonaten erhöht, beispielsweise durch den Einsatz von Wärmepumpen. Da ist der Einsatz von Solarfassaden ideal“, weiß Marc Uhland, Leiter der Produktentwicklung bei Novotegra.
Keine sichtbaren Bauteile
Deshalb hat auch Novotegra inzwischen entsprechende Systeme entwickelt, mit denen sich solare Industriefassaden schnell und einfach umsetzen lassen. Dabei hat sich Novotegra darauf konzentriert, die Komponenten, die die Planer und Handwerker bereits von der Schrägdachmontage kennen, für die Fassadenintegration zu adaptieren.
Im Mittelpunkt steht dabei das Einlegesystem, das – an Trapezblech- oder Mauerwerkfassaden angebracht – eine schwarze und homogene Optik verspricht. Novotegra hat aber auch eine preiswertere Variante im Portfolio. Dabei werden die Module zwar nicht von den ästhetischen, schwarz eloxierten Einlegeschienen verblendet. Doch das System ist so gestaltet, dass der Handwerker die Module in Klammern einklickt, die auf der Montageschiene hinter dem Paneel montiert sind. „Dadurch erreichen wir einen Kostenvorteil im Vergleich zur Einlegeschiene sowie eine einfachere Montage und trotzdem eine ästhetische Optik. Denn wir haben keine sichtbaren Bauteile auf der Vorderseite der Anlage“, erklärt Marc Uhland.
Die Ästhetik steht auch bei der neuen Lösung von SL Rack im Mittelpunkt. Die SL Energy Wall besteht aus vormontierten Schienen, in die die Module eingehängt werden. Der Vorteil: Die Schienen sind an den Modulen befestigt. Dadurch vermeidet SL Rack eventuelles Klappern durch den Wind, was bei Einlegesystemen nur mit zusätzlichen Bauteilen auszuschließen ist.
Keine Chance für Diebe
Die Module werden danach mit Blenden verkleidet. „So schaffen wir eine schöne, komplett schwarze Optik. Denn die Blenden und die Schienen sind schwarz. In Kombination mit schwarzen monokristallinen Modulen sieht das sehr ansprechend an der Fassade aus“, erklärt Florian Achatz, Vertriebsleiter von SL Rack. „Dazu kommt noch ein Diebstahlschutz hinter den Modulen. Denn an der Fassade kann man die Module einfach seitlich herausziehen.“
Das vermeidet SL Rack durch die Blenden. Diebe müssten zunächst aufwendig die Klemme öffnen, um den Diebstahlschutz zu umgehen. Das geht zwar, dauert aber lange und schreckt Langfinger ab.
Abstand zur Wand
Auch der österreichische Hersteller Aerocompact hat sich der Fassade angenommen. Das Unternehmen hat jüngst auf der Intersolar die Compact Wall präsentiert. Damit können die Module mit dem System von Aerocompact an Beton- und Metallfassaden entweder hochkant oder quer montiert werden. „Der Vorteil des Systems für Metallfassaden ist, dass wir bestehende Komponenten verwenden“, erklärt Christian Ganahl, technischer Geschäftsführer von Aerocompact.
Diese Komponenten werden nur ergänzt durch ein zusätzliches Bauteil, das den Abstand zur Fassade erhöhen kann. „Dadurch erreichen wir eine bessere Hinterlüftung und eine höhere Leistungsfähigkeit“, sagt Christian Ganahl. „Außerdem können so auch Mikroinverter oder Leistungsoptimierer montiert werden.“ Auch das System für Betonfassaden basiert auf bewährten Komponenten, die mit speziellen Betonschrauben an der Fassade befestigt werden. Und auch hier gibt es eine Version mit mehr Abstand.
Foto: Velka Botička
Foto: Velka Botička
Rhomberg Energie
Ästhetische solare Industriefassade gebaut
Ästhetik stand neben der Wirtschaftlichkeit bei der Umsetzung der Solarfassade am Produktionsgebäude des Oberflächenveredlers Collini im österreichischen Hohenems im Mittelpunkt. Mit dem eigenen System und Solarmodulen hat das Bauunternehmen Rhomberg eine komplette Gebäudeseite der Parkgaragenauffahrt an der neuen Produktionshalle von Collini belegt. Insgesamt 1.400 Quadratmeter Modulfläche liefern eine Leistung von etwa 300 Kilowatt.
Rhomberg hat das vorgehängte hinterlüftete und brandschutzgeprüfte Solarsystem mit verschiedenen Sicherheitstechnologien ausgestattet. So ist eine Brandfrüherkennung in die Unterkonstruktion integriert, die direkt an den Feueralarm im Haus gekoppelt ist. Zusätzlich wird jedes Modul laufend einzeln hinsichtlich seiner Leistung und seiner Temperatur überwacht. „Wenn eines ausfallen sollte, laufen alle anderen weiter“, erklärt Marco J. Rusch, Geschäftsfeldleiter Solarfassaden bei Rhomberg Energie. „Und gleichzeitig wird eine Benachrichtigung von exakt dem ausgefallenen Modul ausgelöst. Auch einen Brandherd könnten wir mit unserer Technik punktgenau in der Fassade lokalisieren.“
Rhomberg hat die Anlage architektonisch flächenbündig in die Fassade integriert. Die bifazialen Module sind semitransparent. So lassen sie Licht durch, um die Auffahrt zur Hochgarage aufzuhellen. Von dort reflektiertes Licht nutzen die Module auf der Rückseite zur Stromproduktion.
Foto: Rhomberg Energie
Sunovation
Fassadenmodule mit höherer Effizienz entwickelt
Sunovation hat ein neues BIPV-Modul mit innovativer Viertelzellentechnologie auf den Markt gebracht. Damit können die Kunden des Herstellers von ästhetischen Solarmodulen für die Fassadenintegration aus drei verschiedene Zellformaten auswählen. Neben ganzen Zellen sind die Halbzellen, die in der Photovoltaik inzwischen Standard sind, schon länger im Portfolio. Jetzt geht Sunovation noch einen Schritt weiter und passt die Photovoltaikzelle als Vorprodukt für Glas-Glas-Module an die speziellen Bedürfnisse in der gebäudeintegrierten Photovoltaik an.
Grundlage für die neuen Viertelzellen sind leistungsstarke G12-Zellen. Diese verwendet Sunovation auch schon für seine Halbzellenmodule. Mit dem neu kreierten quadratischen Viertelzellenformat „Next Cell Technology 4“ (NCT4) entstehen aus den Standardvollzellen wahlweise zwei Halbzellen oder vier quadratische Viertelzellen. Diese werden mittels Multibusbartechnologie zu Zellstrings verarbeitet.
Der Vorteil ist, dass durch die Halbzellen- und die Viertelzellen die Module noch präziser an die individuellen Größenanforderungen der Kunden angepasst werden können. Die Modulflächen werden flexibler und die solaraktive Fläche wird bei den gleichen Maßen größer. „Der Schritt von der Halb- zur Viertelzelle halbiert außerdem den in der Solarzelle erzeugten Strom und reduziert damit die Widerstandsverluste auf ein Viertel. Dadurch steigt der Solarertrag“, beschriebt Jacob von Römer, Projektleiter Forschung und Entwicklung bei Sunovation, einen zweiten Vorteil.
Foto: Sunovation
