Mit einer Photovoltaikfassade zur solaren Stromerzeugung
- Was sind Photovoltaikfassaden?
- Welche Solarmodule eignen sich für Photovoltaikfassaden?
- Welche Fassadenart eignet sich für eine Photovoltaikfassade?
- Photovoltaikfassade fürs Einfamilienhaus
- Welcher Ertrag ist bei PV-Fassaden möglich?
- Was kostet eine Photovoltaikfassade?
- Vor- und Nachteile von Photovoltaikfassaden
- Was ist besser: Solarfassade oder Dachanlage?
Was sind Photovoltaikfassaden?
In der Regel werden Photovoltaikanlagen auf Dächern installiert. Daneben gibt es mit Photovoltaikfassaden aber auch die Möglichkeit, sie an der Fassade eines Gebäudes zu installieren oder sie in diese zu integrieren. Im Prinzip ist die Funktion einer PV-Fassade genau wie jede andere Solaranlage auch: Die gebäudeintegrierten oder auf der Fassade angebrachten Solarmodule erzeugen Strom aus Sonnenlicht. Die Module sind allerdings ein Teil der Gebäudehülle und lassen sich so gleichzeitig als architektonisches Element verwenden.
Der Unterschied zu herkömmlichen PV-Anlage ist der etwas geringere, aber konstantere Stromertrag. Durch die vertikale Ausrichtung der Module ist er weniger stark vom Einfallswinkel der Sonne abhängig. Solare Hausfassaden produzieren daher zu allen Jahreszeiten zuverlässig Energie.
Unter Solarfassaden werden Photovoltaikfassaden und Solarwärmefassaden zusammengefasst. Während Photovoltaik an der Fassade zur Stromgewinnung dient, werden bei Solarwärmefassaden Solarthermie-Kollektoren eingesetzt. Mit diesen lässt sich Wärme zur Warmwasserbereitung und zur Heizungsunterstützung gewinnen.
Welche Solarmodule eignen sich für Photovoltaikfassaden?
Für eine Solarfassade können die gängigen Solarmodultypen verwendet werden. Dünnschichtmodule sowie kristalline Solarmodule haben verschiedene Vor- und Nachteile beim Einsatz einer Photovoltaikfassade:
Solarmodulart | Vorteile für die Verwendung als Solarfassade | Nachteile für die Verwendung als Solarfassade |
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Welche Fassadenart eignet sich für eine Photovoltaikfassade?
Die Integration von Photovoltaikmodulen in Fassadensysteme kann sowohl bei Kaltfassaden als auch bei Warmfassaden erfolgen. Dabei unterscheiden sich die Konzepte und die Umsetzung der Photovoltaikfassaden je nach Fassadentyp in Bezug auf Konstruktion, Effizienz und Wartung.
Warmfassade mit Photovoltaik
Bei einer Warmfassade sind die PV-Module direkt in die Fassadenstruktur integriert, die Wärmedämmung ist dabei vollflächig an die Außenwand des Gebäudes angebracht. Es gibt keine hinterlüftete Schicht, die PV-Module sind unmittelbar mit der Dämmung verbunden. Typischerweise werden die PV-Module über oder anstelle der üblichen Fassadenmaterialien installiert und dienen so gleichzeitig als Witterungsschutz und Energieerzeuger.
Einsatzmöglichkeiten
Warmfassaden mit PV-Modulen sind ideal für Wohnhäuser, bei denen eine hohe Energieeffizienz und eine kompakte Fassadenstruktur gewünscht sind. Besonders bei Neubauten können Warmfassaden mit integrierten PV-Modulen von Anfang an eingeplant werden, um eine nahtlose Integration und optimale Energieeffizienz zu gewährleisten.
Vorteile
- Hohe Wärmedämmung: Durch die direkte Verbindung der PV-Module mit der Dämmung kann eine hohe Energieeffizienz erreicht werden.
- Kompakte Bauweise: Da keine hinterlüftete Schicht notwendig ist, kann die Fassade schlanker und kompakter gestaltet werden.
- Kostenersparnis: Die Integration der PV-Module in die Warmfassade kann kosteneffizienter sein, da weniger komplexe Bauverfahren erforderlich sind und die Module sowohl als Dämmschicht als auch als Energieerzeuger fungieren.
Kaltfassade mit Photovoltaik
Bei einer Kaltfassade sind die Photovoltaikmodule in der äußeren Fassadenverkleidung integriert und von der tragenden Gebäudestruktur getrennt. Zwischen den PV-Modulen und der Wärmedämmung des Gebäudes befindet sich eine Luftschicht. Diese Luftschicht sorgt für eine kontinuierliche Belüftung, die Überhitzung der Module verhindert und ihre Effizienz steigert. Die PV-Module dienen sowohl als Schutz vor Witterungseinflüssen als auch zur Energieerzeugung.
Einsatzmöglichkeiten
Aufgrund der hohen Effizienz und der einfachen Wartung sind Kaltfassaden mit PV-Modulen ideal für gewerbliche und öffentliche Gebäude. Auch bestehende Wohngebäude können durch die Integration von PV-Modulen in die Kaltfassade energetisch aufgewertet werden.
Vorteile
- Effizienzsteigerung: Die hinterlüftete Schicht hilft, die PV-Module kühl zu halten, was ihre Effizienz verbessert, da die Leistung von PV-Modulen bei hohen Temperaturen abnimmt.
- Feuchtigkeitsregulierung: Die Luftzirkulation hinter den Modulen verhindert die Ansammlung von Feuchtigkeit und schützt die Gebäudestruktur vor Schimmelbildung und Feuchtigkeitsschäden.
- Wartung: Die Trennung von PV-Modulen und Gebäudestruktur erleichtert Wartungs- und Reparaturarbeiten an den Modulen, ohne die Gebäudestruktur zu beeinträchtigen.
Photovoltaikfassade fürs Einfamilienhaus
Für Eigenheimbesitzer:innen gibt es sowohl beim Altbau als auch für Neubauten verschiedene Optionen, um Solarmodule in die Fassade zu integrieren:
Für die Nachrüstung im Altbau bietet sich die Montage der Module auf einer Tragkonstruktion an der Fassade an. Diese Methode ist einfach und kostengünstig und stellt eine gängige Option für bestehende Gebäude dar.
Bei einem Neubau können die PV-Elemente in vorgefertigte Bauteile integriert werden oder die PV-Anlage kann von Anfang an mit dem Gebäude geplant und individuell angepasst werden. Bei der vollständigen Integration ersetzen die Solarmodule herkömmliche Fassadenteile und übernehmen gleichzeitig Funktionen der Gebäudehülle.
Auch in Glasfassaden können Solarmodule verwendet werden und so die Sonneneinstrahlung ins Gebäudeinnere modulieren. Sie eignen sich daher auch als gestalterische Lösung in Sonnenschutzsystemen. Außerdem können PV-Fassaden als Garagen- und Carportdach sowie als Terrassenüberdachung installiert werden.
Wichtige Hinweise
Achten Sie darauf, dass kristalline Solarmodule eine allgemeine bauaufsichtliche Zulassung (abZ) haben. Die Module müssen ihre mechanische Festigkeit und Standsicherheit beweisen und dürfen bei Beschädigung nicht zersplittern, um Verletzungsgefahren durch herabfallende Teile zu vermeiden. Dies gilt ebenso bei gebäudeintegrierter Photovoltaik (BIPV).
Vor der Installation einer Solarfassade ist eine individuelle Simulation empfehlenswert, um den Ertrag und die Wirtschaftlichkeit zu optimieren. Dies ist besonders wichtig wegen der vertikalen Ausrichtung und möglichen Schatteneinflüsse, die den Ertrag beeinflussen können.
Benötigen Sie eine Genehmigung?
Photovoltaik an der Fassade erfordert normalerweise keine Genehmigung für Privatgebäude, außer wenn die Anlage aus der Gebäudehülle herausragt oder das Gebäude unter Denkmalschutz steht. Da die Regelungen je nach Bundesland und Gemeinde variieren, sollte man bei der zuständigen Baubehörde nachfragen, welche Einschränkungen und Genehmigungspflichten gelten.
Welcher Ertrag ist bei PV-Fassaden möglich?
Genau wie bei herkömmlichen Solaranlagen auf Hausdächern hängt der finale Ertrag Ihrer Solarfassade von verschiedenen Faktoren ab. Dazu zählen die gewählten Module, die Fassadenfläche und eventuelle Verschattungen.
Vertikale Solarmodule können etwa 60 bis 70 Prozent der Erträge einer optimal ausgerichteten Dachanlage erreichen. Eine Dachanlage mit einem Neigungswinkel von etwa 30 bis 35 Grad und nach Süden ausgerichtet kann je nach Standort und Bedingungen etwa 900 bis 1.200 kWh pro kWp jährlich erzeugen. Vertikale Solarmodule produzieren etwa 500 bis 800 kWh pro kWp jährlich.
Generell weisen kristalline Solarmodule einen höheren Wirkungsgrad auf als Dünnschichtmodule. Allerdings gibt es moderne Module, die die Vorteile beider Varianten miteinander kombinieren. Diese sogenannten SIS-Solarzellen bestehen aus hauchdünnen Siliziumwafern und einer Aufbauschicht, die den Wirkungsgrad auf bis zu 20 Prozent erhöht.
Einflussfaktoren auf den Solar-Ertrag:
- Ausrichtung der Solarfassade
- Größe der verfügbaren Fassadenfläche
- Geografische Lage, Sonneneinstrahlung und Wetterbedingungen
- Verschattungen
- Qualität der Solarmodule
- Wartung und Sauberkeit der Module
Was kostet eine Photovoltaikfassade?
Die Kosten für Photovoltaik fallen je nach Modultechnik und Größe der Anlage unterschiedlich aus. Pro Quadratmeter sollten Sie mit 300 bis 500 Euro rechnen. Im Gegenzug können Sie bei der Integration von Solarmodulen in die Gebäudehülle ein paar Kosten für Fassadenteile eingesparen.
Ein 4-Personen-Haushalt verbraucht im Durchschnitt 4.500 kWh pro Jahr. Ausgehend von einer verfügbaren Fassadenfläche von 20 m² und einer eine 5 kWp-Anlage, die an einer Tragkonstruktion an der Fassade montiert wird, kostet eine Solarfassade circa 15.000 Euro. Ein Stromspeicher für die Solaranlage würde zusätzlich etwa 6.000 Euro kosten.
Kostenbeispiel einer Solarfassade für einen 4-Personen-Haushalt
Merkmal | Kosten* |
|---|---|
Solarmodule | 8.000 Euro (20 m² x 400 Euro/m²) |
Wechselrichter und Montagesystem | ca. 3.000 Euro |
Montage und Anschluss | ca. 4.000 Euro |
Gesamtkosten | ca. 15.000 Euro |
Förderung für PV-Fassaden
Der Kauf einer Solaranlage wird außerdem mit staatlichen Förderungen unterstützt. Die Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW) fördert Privatpersonen mit dem Förderprogramm 270. Sie erhalten einen zinsgünstigen Kredit für die Errichtung, Erweiterung und den Erwerb einer Photovoltaikanlage - auch für die Fassade. Zusatzkosten beispielsweise für die Planung, Projektierung und Installation der Anlage gelten ebenfalls als förderfähig.
Vor- und Nachteile von Photovoltaikfassaden
Nicht immer bietet das Dach optimale Bedingungen für eine Solaranlage. Dachfenster, Gauben und Schornsteine verkleinern die Montagefläche und mindern somit den Solarertrag. In solchen Fällen kann eine Solarfassade eine ertragreichere Alternative sein, vor allem an der Südseite des Hauses, die fast den ganzen Tag von der Sonne beschienen wird.
Solarfassaden bieten neben der Energieerzeugung zusätzliche Vorteile wie Schallschutz, Wärmedämmung und Kühlung der dahinterliegenden Wände. Sie schützen vor Wind und Wetter und können als Schattenspender dienen, wodurch sich die Innentemperatur regulieren und der Wohnkomfort erhöhen kann.
Vertikale Solaranlagen sind zwar weniger effizient als horizontal ausgerichtete, können jedoch zu bestimmten Tageszeiten mehr Strom erzeugen. Sie sind oft teurer als konventionelle PV-Anlagen, bieten aber den Vorteil, dass Schnee, Laub und Wasser nicht haften bleiben.
Vorteile |
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Nachteile |
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Was ist besser: Solarfassade oder Dachanlage?
Die Wirtschaftlichkeit von Solaranlagen und welche Anlagenform somit besser ist, hängt stark vom Ertrag ab. Vertikale Solaranlagen wie bei Solarfassaden sind generell weniger effizient als optimal ausgerichtete Dachanlagen, da sie nicht den idealen Neigungswinkel zur Sonne haben. Jedoch können sie zu bestimmten Tageszeiten, insbesondere bei niedrigem Sonnenstand, höhere Erträge erzielen.
Solarfassaden
Solarfassaden liefern besonders gut in den Morgen- und Abendstunden sowie im Winter Erträge. Das bedeutet, dass sie zu diesen Zeiten möglicherweise mehr Strom erzeugen können als eine horizontale Anlage, die nur auf direkte Sonneneinstrahlung angewiesen ist. Solarfassaden sind auch in städtischen Gebieten wirtschaftlich, wo Dachflächen oft verschattet sind, während die Fassaden mehr Sonnenlicht erhalten.
Dachanlagen
Dachanlagen erzielen ihre höchsten Erträge zur Mittagszeit und im Frühling bis Sommer, wenn die Sonne am höchsten steht. Am effizientesten arbeiten Dachanlagen in Regionen mit viel direkter Sonneneinstrahlung und wenig Verschattung.
Fachfirmen für Solaranlagen finden
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Eine Photovoltaikfassade ist eine Gebäudefassade, in der Solarmodule integriert oder von außen angebracht sind. Die Solarmodule der Solardassade wandeln Sonnenlicht direkt in Strom um.
Fassadenmodule müssen andere Anforderungen erfüllen als solche, die auf dem Dach platziert werden. Gebäudeintegriertes Photovoltaik muss einen „bauaufsichtlichen Verwendbarkeitsnachweis als Bauprodukt“ haben. Dieser stellt sicher, dass die Solarmodule über eine gewisse Festigkeit und Standsicherheit verfügen, sodass sie im Falle einer Beschädigung nicht zersplittern und Passant:innen in Gefahr bringen. Achten bei der Auswahl darauf, dass die Solarmodule über eine allgemeine bauaufsichtliche Zulassung (abZ) verfügen. Generell eignen sich kristalline Solarmodule, Dünnschichtmodule und Solarpanels, die beide Techniken vereinen.
Fassadenmodule liefern einen geringeren Solarertrag als klassische Aufdach-Installationen, da der Einfallwinkel der Sonne bei der Befestigung an der Fassade nicht optimal ist und eine Südausrichtung Voraussetzung ist. Außerdem verfügen herkömmliche Ein- oder Zweifamilienhäuser aufgrund ihrer Höhe oft über eine geringere Fläche als Hochhäuser oder große Bürogebäude. Dementsprechend können weniger Panele platziert werden und es kann weniger Energie gewonnen werden. Trotzdem arbeiten verschiedene Solar-Hersteller an innovativen Konzepten, die Solarfassaden auch für die Immobilien von Privatleuten interessanter werden lassen.
Solarfassaden sind eine sinnvolle Ergänzung, wenn die Dachfläche nicht ausreichend oder ungeeignet ist. Besonders vorteilhaft sind Solarfassaden mit südlicher Ausrichtung und minimaler Verschattung. Sie liefern allerdings weniger Ertrag als Dachanlagen und sollten deshalb gemeinsam mit einer Solarfachfirma sorgfältig kalkuliert werden.
Solarmodule an der Hauswand werden meist mit Montageschienen oder speziellen Rahmenkonstruktionen befestigt, die sicher an der Wand verankert werden. Die Module werden dann auf diesen Schienen oder Rahmen fixiert. Alternativ können die Module auch direkt in die Fassade integriert werden, wenn diese speziell dafür ausgelegt ist.
Ja, ein Balkonkraftwerk kann an der Hauswand befestigt werden, indem Montageschienen oder spezielle Halterungen verwendet werden. Dabei muss sichergestellt werden, dass die Wand die zusätzliche Last trägt und die Module sicher und stabil befestigt sind. Eine fachgerechte Installation ist wichtig, um optimale Leistung und Sicherheit zu gewährleisten.
