Die EU-Gebäuderichtlinie und die Novellierung der Energieeinsparverordnung (EnEV) begünstigen einen weiteren Ausbau der gebäudeintegrierten Photovoltaik. Gebäudeintegration bedeutet, dass die PV-Module bei Neubau- oder Sanierungsvorhaben neben der Stromerzeugung auch Funktionen der Gebäudehülle übernehmen, beispielsweise Witterungsschutz, Schallschutz oder ästhetische Aspekte. Im Rahmen des EU-Projekts ConstructPV werden zurzeit kundenspezifisch hergestellte PV-Module für die Bauwerksintegration (BIPV) im opaken Bereich der Gebäudehülle entwickelt und in Pilotanwendungen erprobt. Dabei soll auf hohem Ertrag, ansprechender Ästhetik und niedrigen Kosten besondere Priorität liegen.
Gebäudeintegration mit Mosaikmodulen
Eine der Neuentwicklungen des Projekts ist das Konzept des Mosaikmoduls. Konventionelle PV-Module – insbesondere mit kristallinen Solarzellen, die verschaltungsbedingt rasterförmig angeordnet werden müssen – schränken den Gestaltungsspielraum stark ein. Mosaikmodule hingegen erlauben es, hocheffiziente Rückkontaktsolarzellen in nahezu beliebigen Formen und Größen innerhalb einzelner Module anzuordnen.
Das Potenzial diese Module ist zurzeit an der Südfassade des Züblin-Gebäudes Z3 in Stuttgart zu sehen. Als Referenz-Projekt für ConstructPV wurde diese Fassade mit 186 Photovoltaik-Modulen in sechs verschiedenen Größen und mit sieben unterschiedlichen Siebdruckmustern ausgestattet. Den Projektpartnern zufolge machte die aufwändige Gestaltung der Z3-Fassade mit ihren changierend beschnittenen Holzlisenen, verglasten Öffnungsflügeln und dem rückseitig graphitgrau emaillierten Einscheibensicherheitsglas im Brüstungsbereich die Photovoltaik-Integration zu einer anspruchsvollen Aufgabe. Daher sei ein innovativer Modulaufbau mit einer seitlich überstehenden Frontscheibe entwickelt worden, was eine unabhängige Verklebung der Front- und der Rückscheibe auf der Unterkonstruktion ermögliche. Zur Abmilderung der Verschattung durch die hervorspringenden Holzlisenen seien zudem bei der Modul-Verschaltung neue Wege eingeschlagen worden. Die 240 Quadratmeter große Fläche kommt auf eine Gesamtleistung von 30 Kilowatt und soll im Jahr rund 17.000 Kilowattstunden Strom liefern. Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE) wird den Solarstrom-Ertrag wissenschaftlich erfassen und überwachen
Photovoltaik auf Bitumen-Dachschindeln
Eine weitere große Demonstrationsanlage des Projekts Construct-PV befindet sich auf dem Dach der Nationalen Technischen Universität in Athen (NTUA). Hier werden verschiedene in Europa verbreitete Dachtypen simuliert und mit BIPV-Schindeln belegt. Dabei bilden die Module die wasserführende Schicht der Gebäudehülle und ersetzen somit die Dachziegel oder eine Fassadenverschalung. Die Module selbst sind auf Bitumenschindeln befestigt, die ihrerseits durch einfaches Nageln auf eine Holz-Unterkonstruktion befestigt werden können. Die Bitumenschindel unter dem PV-Modul kann die gleiche Oberfläche aufweisen wie die benachbarten konventionellen Schindeln, so dass eine einheitliche Optik hergestellt werden kann. Auch hier hat das Fraunhofer ISE die wissenschaftliche Leitung.
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