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Foto: ZSW
Die opaken Flächen der Fassade des ZSW ist Suttgart sind komplett mit Dünnschichsolarmodulen realisiert.

Bauwerkintegrierte Photovoltaik – BIPV

Solare Gebäudehülle deckt 40 Prozent des Stromverbrauchs im Bürogebäude

Planer des ZSW haben gemessen und ausgewertet, wie die solare Gebäudehülle den Strombedarf im Institutsgebäude decken kann. Die Ergebnisse können sich zeigen lassen.

Eine Solarfassade kann in Kombination mit einem Solardach die Stromversorgung eines Bürogebäudes zu einem großen Teil übernehmen. Die Forscher des Zentrums für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) haben die Ertragsdaten ihrer solaren Gebäudehülle ausgewertet. Das Ergebnis: Der Strom aus den Solarmodulen von Dach und Fassade kann bei einem Bürogebäude fast 40 Prozent des Gesamtbedarfs decken – und das sogar ohne den Einsatz von Solarstromspeichern. Dazu haben die Forscher die Ertragsdaten aus ihrer eigenen Fassade genommen und diese auf ein modelliertes Standard-Bürogebäude übertragen.

Dachflächen reichen bei hohen Gebäude nicht aus

So liefert allein die Solarfassade aufgrund ihrer Größe und Ausrichtung 29 Prozent des Stroms, der in einem Bürogebäude verbraucht wird. Denn die Modulfläche, wenn sie die gesamte Fassade einnimmt, ist gerade bei höheren Gebäude um ein vielfaches größer als die der Dächer. Bei hohen Bürohäusern kommt noch hinzu, dass die Dachfläche in der Regel nicht ausreicht, um die Versorgung des Gebäudes so weit zu übernehmen, so dass es ein Energiestandard erreicht, der für die moderne Architektur notwendig ist, damit diese einen signifikanten Beitrag zum Kampf gegen die Klimaerwärmung leisten kann.

Fassade ist saisonal im Vorteil

Die Fassade hat noch einen zweite Vorteil. Denn sie ist zwar nicht optimal zu heißen Sommersonne ausgerichtet, wie das bei Dachanlagen der Fall wäre. Durch die vertikale Installation der Module ist sie besser zur tiefer stehenden Sonne im Winter ausgerichtet und liefert dann im Vergleich zu Dachanlage mehr Energie, wenn diese gebraucht wird. Dazu kommt noch, dass auf den vertikal ausgerichtete Modulen kein Schnee liegen bleibt.

80 Prozent Eigenverbrauch erreicht

Auch im Tagesverlauf ist die Solarfassade für Gebäude besser geeignet, in denen der Stromverbrauch tagsüber sehr hoch ist im Vergleich zu den Morgen- oder Abendstunden. Dadurch konnten 80 Prozent des Stroms im Standardbürogebäude, das die Forscher des ZSW modelliert haben, verbraucht werden konnte. „Das liegt daran, dass Bürogebäude vor allem tagsüber Strom benötigen, der erzeugte Solarstrom daher den ganzen Tag über zu einem guten Teil sofort verbraucht werden kann“, sagt Dieter Geyer, Projektleiter am ZSW. „Eine Speicherung des Stroms für einen späteren Verbrauchszeitpunkt ist daher nicht unbedingt nötig.“ Dies wirke sich positiv auf die Kosten des gesamten Photovoltaiksystems aus.

39 Prozent liefern Solarfassade und Dachanlage

Kommt noch der Ertrag aus den Modulen der Dachfläche hinzu, steigt der Anteil des Stromverbrauchs, der mit dem Solarstrom gedeckt wird, sogar auf 39 Prozent. Aus diesen Daten resümieren die Forscher, dass Solarfassaden und ihre Kombination mit Dachanlagen eine empfehlenswerte Möglichkeit sind, die Stromversorgung von Büro- und Verwaltungsgebäuden klimafreundlicher zu gestalten. Architekten und Gebäudeplaner werden daher die Fassadenphotovoltaikanlagen künftig verstärkt einsetzen, prognostizieren sie. Für die Modulhersteller eröffne dies eine Chance, einen Massenmarkt zu erschließen.

115.000 Kilowattstunden Solarstrom pro Jahr

Die Beschreibung der Fassade am neuen Hauptgebäude des ZSW finden Sie in der Projektdatenbank des Architekturportals Solar Age. Sie können diese nach Registrierung als Club Member kostenlos nutzen. Das Gebäude ist vollständig mit kundespezifisch angefertigten Modulen ausgestattet. Die Ertragsdaten werden permanent dokumentiert. Die Forscher modellierten ein fünfstöckiges Bürogebäude mit der gleichen Ausrichtung wie das reale ZSW-Gebäude. Die Fassade dieses Modells besteht zu einem Viertel aus Solarmodulen. Zusätzlich belegt eine zweite Solaranlage 30 Prozent der Dachfläche. Daraus ergibt sich eine installierte Leistung von 131 Kilowatt. Auf der Basis der realen Ertragsdaten des ZSW-Gebäudes ergibt sich so ein Ertrag von 115.000 Kilowattstunden Solarstrom pro Jahr. Der durchschnittliche Verbrauch einen Bürogebäudes liegt bei 170.000 Kilowattstunde. Die Forscher haben hier die real gemessenen Verbrauchsdaten der Verwaltungsbauten in Baden-Württemberg zugrundegelegt.

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