Stromproduzierende Gebäudehülle
Bericht
Die stromproduzierende Gebäudehülle
Über die vielfältigen Möglichkeiten der gebäudeintegrierten Photovoltaik (GIPV) informierte der Cluster-Treff „Stromproduzierende Gebäudehülle" des Clusters Energietechnik. Nach Ansicht des anwesenden Fachpublikums, 45 Besucher aus den Bereichen Architektur, Stadtplanung und Metallbau sowie Vertretern von Forschungseinrichtungen und Universitäten hatten den Weg ins mittelfränkische Merkendorf gefunden, eine Technologie die enormes Wachstumspotential aufweist.
Ausschlaggebend hierfür ist die inzwischen breite Angebotspalette an Farben, Formen, Größen und Einsatzmöglichkeiten der verfügbaren Bauelemente, welche eine Vielzahl an Gestaltungsmöglichkeiten erlaubt.
Auf dem Treff wurden zwei gänzlich unterschiedliche Konzepte der GIPV vorgestellt und diskutiert. Bei den multifunktionalen Gläsern, die der Gastgebers, die Glaswerke Arnold produziert, werden die Solarmodule des Partners Masdar PV in den mehrschichtigen Aufbau der Scheiben integriert. Sie erfüllen so zusätzlich zur Stromproduktion weitere Funktionen wie Verschattung oder Schalldämmung und sind somit auch „Baustoff" der Gebäudehülle.
Das zweite vorgestellte PV-System besteht aus den flexiblen Dachbahnen des Herstellers alvitra. Das überwiegend für Flachdächer mit geringer Neigung konzipierte System zeichnet sich durch Montagefreundlichkeit und eine klare Trennung der Gewerke zwischen dem ausführenden Dachdecker und Elektriker aus. Durch diese definierte Schnittstelle werden sowohl die Bauwerksplanung als auch die Ausführung der Arbeiten deutlich erleichtert, was die Akzeptanz beim Bauherren erhöht. Bereits 1999 begann alvitra mit der Integration von PV-Modulen in die bestehenden Dachsysteme und kann damit auf zwölf Jahre Erfahrung zurückgreifen.
Im Bereich der GIPV sind aktuell amorphe Dünnschichttechnologien weit verbreitet. Für die Installation von 1 KW Peak, also einer Spitzenleistung von einem Kilowatt bei optimaler Sonneneinstrahlung, werden auf Basis dieser Technologie etwa 20 bis 25 Quadratmeter Fläche benötigt. Dies ist etwa doppelt so viel wie bei modernen Hochleistungs PV-Systemen auf Basis von kristallinem Silizium, der Technologie mit dem derzeit besten Wirkungsgrad. Bei mehreren Millionen Quadratmetern an Dachfolie und Glasfassaden die jährlich verbaut werden, bedeutet dies dennoch ein enormes Potential.
Die Vorteile der verwendeten Dünnschichttechnologie gegenüber den kristallinen Modulen sind jedoch die Möglichkeit, diese Module flexibel zu gestalten. Diese Eigenschaft spielt bei der Verwendung in den alvitra Dachsystemen eine ausschlaggebende Rolle. Auch die Option der teiltransparenten Ausführung, die bei der Integration durch die Glaswerke Arnold reichlich genutzt wird, um kreative Gestaltungsmöglichkeiten auszuschöpfen, ist entscheidend für den Einsatz dieser Technologie. Für beide Systeme vorteilhaft ist dabei die geringe Dicke und das daraus resultierende geringe Gewicht. Um nun auch die Effizienz weiter zu verbessern, wurde von der Firma Masdar PV eine neue Generation von Solarzellen auf Basis mikromorphen Siliziums entwickelt. Die neuen Zellen weisen einen um etwa 15 % verbesserten Wirkungsgrad von nunmehr 9,2 % auf und haben dabei weiterhin den Vorteil einer ästhetisch wirkenden homogenen Oberfläche. Die Möglichkeit diese Module in einer Größe von bis zu 5,7 Quadratmeter herstellen zu können, erhöht dabei die Anzahl der Gestaltungsmöglichkeiten deutlich.
Herrn Thorsten Müller von der Stiftung Umweltenergierecht in Würzburg gelang mit seinem Vortrag ein gelungener Abschluss der Präsentationen. Seine Analyse der Novellierung des EEG 2012 ergab die vordergründig etwas ernüchternde Erkenntnis, dass eine spezifische Förderung der GIPV darin nicht berücksichtigt wurde. Das Gesetz hätte von seiner Struktur her dafür zwar alle Voraussetzungen, allerdings haben unpräzise Fördervorgaben in der Vergangenheit zu teils bizarren Ergebnissen der Interpretation „Gebäudeintegration" geführt. Die Herausforderung liegt hier nach wie vor in einer verständlichen und unstrittigen Definition der GIPV die - den entsprechenden politischen Willen vorausgesetzt - gut in das bestehende Gesetz integriert werden kann.
Eine umfangreiche Besichtigung der laufenden Produktion bei den Glaswerken Arnold war abschließend eine hervorragende Möglichkeit die Erkenntnisse des Tages in der Praxis zu vertiefen. Beeindruckend war dabei, neben der Vielzahl komplexer Fertigungsschritte, insbesondere die Beherrschung der hohen Variantenvielfalt bei gleichzeitig minimalen Durchlaufzeiten.
Fazit: Die im Rahmen des Cluster-Treffs vorgestellten Systeme zur Gestaltung der Gebäudehülle bieten auf hohem funktionalem Niveau eine große Breite an Gestaltungsmöglichkeiten. Dies gilt sowohl für die Photovoltaikgläser, die der Gastgeber, die Glaswerke Arnold, gemeinsam mit dem Modullieferanten Masdar PV realisiert als auch für die PV-Dachbahnen der Firma alvitra. Da es derzeit keine spezifische Förderung der GIPV gibt liegt die größte Herausforderung in der Positionierung des Zusatznutzens der Photovoltaik. Ansatzpunkte sind hier aktuell primär weiche Faktoren wie Image und Design. Künftig könnte eine weitere Verbesserung einerseits der Wirkungsgrade und andererseits der Montagesysteme das Kosten/Nutzen-Verhältnis positiv beeinflussen. Damit wird der wirtschaftliche Betrieb solcher Anlagen der Technologie insgesamt weiteren Auftrieb geben, so dass dann auch die Wirtschaftlichkeit stärker im Fokus der Kaufentscheidung steht. Durch die anstehende Notwendigkeit energetischer Gebäudesanierung bietet GIPV auf jeden Fall ein großes Potenzial um einen wesentlichen Beitrag zu einer nachhaltigen Energieversorgung zu leisten.
