Zwei Forscher der Universität in Stavanger in Norwegen haben die Kosten für bauwerkintegrierte Photovoltaikanlagen (BIPV) unter die Lupe genommen, um herauszufinden, wie wirtschaftlich diese sind. Das diese Wirtschaftlichkeit vor allem aus dem Eigenverbrauch des in der Gebäudehülle produzierten Solarstroms und damit aus dem Ersatz von Netzstrom resultiert, haben sie sich genau auf diesen Aspekt konzentriert.
Emissionskosten mit einbezogen
So stehen auf der einen Seite der Rechnung die Stromkosten, die in Europa sehr unterschiedliche ausfallen. Die Spannbreite liegt hier zwischen elf Cent pro Kilowattstunde in Ungarn und Litauen und 29 Cent pro Kilowattstunde in Belgien, 30 Cent pro Kilowattstunde in Deutschland und 31 Cent pro Kilowattstunde in Dänemark. Diese Preise sind natürlich nicht stabil. So gehen die Forscher von einer Preissteigerung von zwei Prozent pro Jahr aus.
Natürlich habe die Forscher auch die Kosten für die Treibhausgasemissionen eingerechnet, die durch den Energieverbrauch beim Bezug von Netzstrom entstehen würden. Hier setzen die Wissenschaftler mit 50 Euro pro Tonne gerechnet auf dem Kohlendioxidausstoß aufgrund des Strommixes im jeweiligen Land an. Sie rechnen zudem mit einer Steigerung der Emissionskosten von vier Prozent pro Jahr und einer Senkung der Treibhausgasemissionen um 2,1 Prozent pro Jahr.
Stromertrag über Anlagenlebenszeit einrechnen
Auf der anderen Seite der Rechnung stehen die Stromgestehungskosten, die sogenannten Leveliced Cost of Energy (LCOE), für die BIPV. Diese sind auf die Lebensdauer der Anlagen gerechnet. Die Forscher legen hier den Parameter auf 30 Jahre an. In dieser Zeit verlieren die Module jedes Jahr 0,5 Prozent an Leistung. Alle 15 Jahre rechnen sie mit einem Tausch der Wechselrichter. Dazu kommen noch die Betriebskosten für die Anlage, die bei 0,5 Prozent der gesamten Investitionssumme veranschlagt werden.
Effizienz mit 16 Prozent angesetzt
Für die eigentlichen Anlagenkosten rechnen die Forscher einerseits mit dem Material für die Gebäudehülle sowie mit zusätzlichen Kosten für die solare Aktivierung der Fassaden- und Dachflächen. Die Effizienz der Solaranlagen legen sie bei 16 Prozent fest. Damit kann die Rechnung einerseits die niedrigere Leistung von farbigen Modulen in Vergleich zu Paneelen mit normalem Solarglas abdecken. Aber die ziemlich niedrig veranschlagte Effizienz resultiert natürlich auch aus der Tatsache, dass senkrecht an Fassaden installierte Module nicht den gleichen Ertrag erwirtschaften wie optimal zur Sonne ausgerichtete Paneele.
3.600 Kilowattstunden pro Jahr aus der Gebäudehülle
Auf der Basis dieser Moduleffizienz und der Sonneneinstrahlung im jeweiligen Land – hier haben die Forscher mit den Daten der jeweiligen Hauptstadt gearbeitet – konnte der Stromertrag über die Lebensdauer der Anlage errechnet werden. Diese Werte liegen zwischen 2.819 Kilowattstunden pro Quadratmeter in Finnland und 5.084 Kilowattstunden pro Quadratmeter in Zypern. Im gesamteuropäischen Durchschnitt produzieren die Anlagen 3.601 Kilowattstunden pro Quadratmeter über die gesamte Lebensdauer hinweg.
Stromerträge treiben die Wirtschaftlichkeit an
Dieser durchschnittliche Stromertrag erwirtschaftet 578 Euro. Auf der anderen Seite stehen 535 Euro an Zusatzinvestitionen und -kosten spezifisch für die Photovoltaik in der Gebäudehülle. Das ist natürlich von Land zu Land verschieden. Doch wenn man die Stromerzeugung durch die Gebäudehülle mit einbezieht und nicht nur die Kapitalkosten ansetzt, ist die BIPV mit den Parametern, die die Forscher angesetzt haben, überall in Europa wirtschaftlich. Deshalb ist der Treiber der Wirtschaftlichkeit die Gewinne aufgrund der Stromproduktion in der Gebäudehülle. Doch selbst wenn nur die Kapitalkosten einfließen, gibt es nur wenige Länder mit sehr niedrigen Strompreisen und einer sehr schlechten Sonneneinstrahlung, wo die BIPV mit dem herkömmlichen Fassaden- und Dachmaterial nicht mithalten kann.
Qualität bestimmt die Wirtschaftlichkeit
Voraussetzung ist hier die Verwendung qualitativ hochwertiger Komponenten. Denn – auch das haben die Forscher ausgerechnet – wenn die Lebensdauer der Solarmodule und der Wechselrichter sinkt und diese eine niedrigere Effizienz haben, werden die Anlagen in vielen europäischen Ländern unwirtschaftlich. Das Papier der norwegischen Forscher ist erschienen in einer Spezialausgabe des Magazins Energies zum Thema BIPV, das vom Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI) herausgegeben wird. (su)
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