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Enerige & Management > Photovoltaik - Unterschätztes Potenzial von Solarfassaden an Bürogebäuden
Die Südost- und Südwest-Fassade des ZSW ist versehen mit CIGS-Dünnschicht-Modulen. Bild: ZSW
PHOTOVOLTAIK:
Unterschätztes Potenzial von Solarfassaden an Bürogebäuden
Bürogebäude könnten mit Photovoltaikanlagen an der Fassade und auf dem Dach fast 40 % des Eigenbedarfs an Strom decken − ohne Batteriespeicher. Dies zeigt eine aktuelle Analyse des ZSW.
 
Forschende des Zentrums für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) haben untersucht, welchen Anteil am Strombedarf eines Bürogebäudes Photovoltaik (PV)-Module an der Fassade und auf dem Dach decken können. Anhand einer Modellrechnung ermittelten sie die realen Erzeugungs- und Verbrauchsdaten.

Am Beispiel des PV-Dachs sowie der Südwest- und Südost-PV-Fassade des ZSW-Institutsgebäudes in Stuttgart berechneten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler die Stromerzeugung. Diese Daten übertrugen sie in einem zweiten Schritt auf ein Modellgebäude: einen typischen fünfstöckigen Verwaltungsbau. Dabei gingen sie von der Annahme aus, dass ein Viertel der Gesamtfassade und 30 % der Dachfläche mit PV belegt sind, was im Beispiel zu einer installierten Leistung von 131 kW führt. "Die Solarmodule erzeugen dann zusammen rund 115.000 Kilowattstunden im Jahr gegenüber 170.000 Kilowattstunden Strombedarf", so das ZSW in seiner Mitteilung.

"Allein die Fassaden lieferten über den Zeitraum von einem Jahr 29 Prozent des verbrauchten Stroms", erklärt Dieter Geyer, Projektleiter am ZSW. 80 % des erzeugten Solarstroms seien hierfür genutzt worden, den Rest würden die Solarmodule in das Stromnetz einspeisen. "Die Kombination aus Photovoltaik an der Fassade und auf dem Dach steigerte den Eigenversorgungsanteil sogar auf 39 Prozent", so Geyer. "58 Prozent des Solarstroms konnten dafür eingesetzt und so lokal verbraucht werden."

Wie Geyer betont, ist der hohe solare Anteil am Stromverbrauch ohne Batteriespeicher möglich. Begründet liege dies darin, dass Bürogebäude insbesondere tagsüber Strom benötigen. "Der erzeugte Strom kann daher den ganzen Tag über zu einem guten Teil sofort verbraucht werden." Die Stromspeicherung für einen späteren Verbrauchszeitraum sei daher nicht zwangsweise nötig, was sich positiv auf die Kosten des gesamten PV-Systems auswirke. 

Einen weiteren Vorteil, den das ZSW bei der Kombination von Dach- und Fassaden-PV sieht, ist das dauerhaft hohe Solarstromangebot in der verbrauchsintensiven Zeit eines Bürogebäudes − also zwischen 8 und 18 Uhr. Der Grund: Solarfassaden erzeugen bei geeigneter Ausrichtung insbesondere in den Morgen- und Abendstunden Strom; die Dachanlagen dagegen vor allem in der Mittagszeit.

Selbst die Jahreszeiten beeinträchtigen laut ZSW die Erzeugung nicht gravierend: Dachanlagen hätten vor allem in den Sommermonaten ihre größten Leistungswerte, Fassadenanlagen dagegen in der kalten Jahreszeit. Aufgrund der vertikalen Ausrichtung ihrer Solarmodule nutzen sie die tiefstehende Sonne im Winter besser aus als Dachanlagen.

Solarfassaden auch ästhetisch eine Option

Die wenigsten Eigentümer integrieren laut ZSW zusätzlich Solarmodule in die Gebäudehülle. Dabei sei eine Solarfassade lohnend: Mit zunehmender Gebäudehöhe steigt die für Solarmodule nutzbare Fläche stetig an, während die Dachfläche konstant bleibt. 

Argumente für kombinierte Solarfassaden und Dachanlagen geben die Forschenden zu genüge: Über die Stromerzeugung hinaus würden die PV-Fassaden den Schutz vor Wind und Wetter bieten, zudem Verschattung, reduzierte Wärmeverluste und Schallisolierung.

Das ZSW führt auch wirtschaftliche Vorteile an: So belohne das Gebäudeenergiegesetz den Einbau solcher Solarfassaden mit einer besseren energetischen Einstufung des Gebäudes. Eine gute Wirtschaftlichkeit sei immer dann gegeben, wenn bereits bei der Planung von neuen Gebäuden eine Solarfassade berücksichtigt werde. Nach zehn Jahren sei der finanzielle Zusatzaufwand abbezahlt und die Fassadenanlage mache Gewinn.

Auch ästhetisch gebe es keine Bedenken: Dünnschichtmodule mit einem Halbleiter aus Kupfer, Indium, Gallium und Selen (CIGS) bieten laut ZSW die gleichen Gestaltungsmöglichkeiten wie Glasfassaden. Homogene Glasflächen mit dezenten Farben seien so ebenso möglich wie variable Modulgrößen, Sonderformen und flexible Bauteile. 
ZSW rechnet mit Massenmarkt für PV-Module

Das Forschungsinstitut geht vor dem Hintergrund seiner Analyse von einer steigenden Nachfrage von Fassaden-PV-Anlagen aus. "Für die deutschen Hersteller von Photovoltaikmodulen und Produktionsanlagen eröffnet das eine Chance, einen Massenmarkt zu erschließen", so das ZSW. Das Institut will künftig verstärkt an einer erheblichen Verlängerung der Nutzungsdauer von Photovoltaikfassaden forschen, um ihre Lebensdauer an die einer normalen Fassade anzupassen.
 
Grafik zur elektrischen Energielieferung durch
Dach- und Fassenden-Photovoltaik
Zum Vergrößern bitte auf die Grafik klicken
Grafik: ZSW
 

Davina Spohn
Redakteurin
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Mittwoch, 17.02.2021, 15:24 Uhr

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