Home » BIM und Energieeffizienz » Photovoltaik-Fassaden: Vorteile, Typen und Installation

PHOTOVOLTAIK-FASSADEN

Photovoltaik-Fassaden: Vorteile, Typen und Installation

Photovoltaik-Paneele an Fassaden sind Photovoltaikmodule, die an der Außenwand eines Gebäudes installiert sind. Welche Vorteile bieten sie und wie verbessern sie das ästhetische Erscheinungsbild


In der Welt der Solarenergie denken wir oft an Photovoltaikpaneele, die auf den Dächern von Häusern installiert oder auf dem Boden platziert sind. Es gibt jedoch eine andere Art, auf die es sich zu konzentrieren lohnt: die Photovoltaik-Fassade. Diese Solarmodule bedecken die Wände von Gebäuden und nutzen das Sonnenlicht, um direkt aus dem Gebäude selbst elektrische Energie zu erzeugen. Dieser Ansatz bietet nicht nur energetische Vorteile, sondern auch einen bemerkenswerten ästhetischen Wert. In diesem Artikel untersuchen wir ausführlich die Photovoltaikpaneele für Fassaden und heben die Vorteile dieser Lösung hervor.

Photovoltaikpaneele erfordern eine direkte und konstante Einwirkung von Sonnenlicht, um optimal zu funktionieren. Das bedeutet, dass nicht alle Fassaden für die Installation von Solarmodulen geeignet sind, insbesondere solche, die nicht optimal ausgerichtet oder tagsüber beschattet sind. Daher sind Ausrichtung, Beschattung und strukturelle Integration allesamt entscheidende Elemente für den Erfolg dieser Systeme. Stellen Sie also sicher, dass Sie eine Photovoltaik-Planugssoftware verwenden, die die Planung von Photovoltaikanlagen jeder Art ermöglicht, sie positioniert, dimensioniert und optimal nutzt.

Photovoltaik-Paneele an der Fassade: Was sind sie

Photovoltaikpaneele für Fassaden, sind eine Art von Photovoltaiktechnologie, die zur Erzeugung von elektrischer Energie durch die Integration von Solarmodulen direkt in die vertikalen Oberflächen von Gebäuden verwendet wird. Diese Paneele sind darauf ausgelegt, herkömmliche Materialien der Gebäudefassaden wie Glasverkleidungen, Aluminium, Metall oder andere Baumaterialien zu ersetzen oder in sie zu integrieren und sich harmonisch in die Architektur des Gebäudes einzufügen, um eine ästhetisch ansprechende Lösung zu bieten.

Photovoltaik Fassade - Solarius-PV

Photovoltaik Fassade – Solarius-PV

Photovoltaik-Paneele an der Fassade: Wie funktionieren sie

Photovoltaikpaneele können auf den Fassaden von Gebäuden installiert oder integraler Bestandteil ihrer Struktur sein. In beiden Fällen besteht ihre Hauptfunktion darin, die Energie aus Sonnenstrahlen einzufangen und in nutzbare elektrische Energie umzuwandeln. Konkret:

  • Die auf der Fassade, den Balkonen, den Fenstern oder den Verglasungen positionierten Photovoltaikpaneele erfassen das Sonnenlicht. Diese Paneele bestehen aus Photovoltaikzellen, die Halbleitermaterialien enthalten, die in der Lage sind, Sonnenlicht zu absorbieren;
  • Die Photovoltaikzellen wandeln es in elektrische Energie um;
  • Die kontinuierlich erzeugte Energie der Photovoltaikpaneele wird an ein Gerät namens Wechselrichter gesendet, dessen Aufgabe es ist, diese kontinuierliche Energie in Wechselstrom umzuwandeln, der bereit ist, verwendet zu werden.

Photovoltaik-Fassaden: Installation

Die Installation und Integration von photovoltaischen Fassaden erfordern eine sorgfältige Planung und spezialisierte Fähigkeiten, um ein optimales Ergebnis in Bezug auf Energieeffizienz und Ästhetik zu gewährleisten.

Entwurf und Kontextbewertung

Vor der Installation ist es entscheidend, die Sonnenbelichtung der Gebäudefassaden zu bewerten. Südost- oder Südwestfassaden sind ideal, da sie eine größere Menge direkten Sonnenlichts erhalten. Die Planung muss mögliche Schatten berücksichtigen, die durch benachbarte Gebäude oder natürliche Hindernisse verursacht werden.

Es ist wichtig, die Tragfähigkeit der Fassaden sorgfältig zu berechnen, um sicherzustellen, dass sie die Solarmodule und Befestigungssysteme sicher tragen können, insbesondere in Bereichen mit starken Winden oder Schneelasten. Je nach spezifischen Anforderungen des Projekts wird die geeignete Solarmodultechnologie ausgewählt, die Kristallmodulen aus Silizium, Dünnschicht oder flexiblen Photovoltaikmodulen umfassen kann.

Installation und Integration

Die Installation von Photovoltaikpaneelen kann unter Verwendung verschiedener Montagetechniken erfolgen. Die Paneele können zu Mehrfachmodulen vormontiert oder einzeln verbunden werden, je nach Größe und Vorlieben des Projekts. Es werden Befestigungssysteme verwendet, die speziell für Fassaden konzipiert sind und vertikale oder horizontale Typen sein können. Diese Systeme müssen eine starke Haftung der Paneele an der Gebäudeoberfläche gewährleisten.
Bei der Installation ist es wichtig, das Gesamtbild des Gebäudes beizubehalten, indem die Anordnung der Paneele berücksichtigt wird, um ein konsistentes Aussehen mit dem architektonischen Entwurf zu gewährleisten.
Schließlich müssen die Solarmodule ordnungsgemäß verkabelt und mit dem Wechselrichter oder der Steuereinheit verbunden werden. Dieser Schritt ist entscheidend, um Solarenergie in nutzbare Energie für das Gebäude umzuwandeln.

Instandhaltung und Überwachung

Nach der Installation erfordern Photovoltaikpaneele regelmäßige Instandhaltung, um einen optimalen Betrieb sicherzustellen. Diese Wartung kann die Reinigung der Paneele, die Inspektion der Befestigungssysteme und die Überprüfung der elektrischen Verbindungen umfassen. Es ist wichtig, Leistungsmesssysteme zu implementieren, um die Energieeffizienz der Solarmodule im Laufe der Zeit zu verfolgen. Diese Systeme ermöglichen es, Probleme rechtzeitig zu erkennen und die Energieproduktion zu optimieren.

Das folgende Video ist das erste in einer Reihe von Tutorials zur Photovoltaik-Planungssoftware, mit der Sie unter anderem Ihre integrierte Anlage an einer Gebäudefassade mit einer Neigung von 90° modellieren können, indem Sie die Fläche der Photovoltaik-Fassade modellieren, die effektive Verlegungsfläche neu dimensionieren und das photovoltaische Feld mit Hilfe des Assistenten auswählen.

Photovoltaik-Fassaden: Vor- und Nachteile

Es ist wichtig, sowohl die Vorteile als auch die Nachteile dieser Technologie zu verstehen.

  • Vorteile:
    • Integrierte Energieerzeugung: Einer der Hauptgründe, warum photovoltaische Fassaden an Beliebtheit gewinnen, ist ihre Fähigkeit, Sonnenlicht passiv in Strom umzuwandeln. Das bedeutet, dass Gebäude zu Energieerzeugern werden können und dazu beitragen, die Abhängigkeit von traditionellen Stromnetzen zu reduzieren;
    • Energieeffizienz: Diese Paneele können die Menge an Sonnenwärme, die an heißen Tagen in das Gebäude gelangt, reduzieren und so dazu beitragen, eine angenehme Innentemperatur aufrechtzuerhalten und die Notwendigkeit von Kühlsystemen zu reduzieren;
    • Verbesserte Ästhetik: Im Gegensatz zu herkömmlichen Solarmodulen auf den Dächern können photovoltaische Fassaden direkt in die Architektur des Gebäudes integriert werden, sodass Architekten ästhetisch ansprechende Gebäude entwerfen können, die gleichzeitig Energie produzieren;
    • Platzmaximierung: Durch die Nutzung der Gebäudefassaden zur Energieerzeugung ist es nicht notwendig, zusätzliche Flächen für die Installation von Solarmodulen bereitzustellen, was besonders in städtischen Gebieten mit begrenztem Platzangebot vorteilhaft ist;
    • Reduzierung von Kohlenstoffemissionen: Gebäude, die ihre eigene Energie produzieren, reduzieren die Notwendigkeit, fossile Brennstoffe für die Stromerzeugung zu fördern und zu nutzen.
  • Nachteile:
    • Begrenzte Sonnenexposition: Fassaden, die nicht optimal ausgerichtet oder tagsüber beschattet sind, sind möglicherweise nicht für die Installation von Solarmodulen geeignet;
    • Anfangskosten: Die Installation von photovoltaischen Fassaden kann höhere Anfangskosten im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen für die Gebäudeverkleidung bedeuten;
    • Niedrigere Effizienz von Dünnschichtmodulen: Obwohl Dünnschichtmodule flexibel und anpassungsfähig an vertikale Oberflächen sind, haben sie im Durchschnitt eine niedrigere Energieeffizienz als polykristalline Module. Dies bedeutet, dass möglicherweise mehr Platz benötigt wird, um die gleiche Menge an Energie zu erzeugen;
    • Ausrichtung und Neigung: Um die Effizienz zu maximieren, müssen die photovoltaischen Paneele korrekt auf die Sonne ausgerichtet und geneigt sein. Dies erfordert eine genaue Planung und ein Verständnis der lokalen Bedingungen.

Photovoltaik-Fassaden: Typen

Jede Modultechnologie hat ihre eigenen Anwendungen und spezifischen Vorteile, die je nach Projektanforderungen, der Anordnung der Gebäudefassaden und ästhetischen Anforderungen ausgewählt werden. Die Haupttechnologien, die bei der Herstellung von photovoltaischen Fassaden verwendet werden, sind:

  • Silizium-Solarzellen;
  • Dünnschichtmodule;
  • Flexible photovoltaische Paneele;
  • Hinterlüftete Photovoltaik-Fassaden.

Silizium-Solarzellen

Silizium-Solarzellen werden aus geschmolzenem Siliziumbarren hergestellt und dann in dünne Schichten geschnitten werden. Diese Module werden häufig in Wohn- und Geschäftsgebäuden eingesetzt. Obwohl sie eine Energieeffizienz zwischen 18 % und 20 % aufweisen, sind sie aufgrund ihrer starren Bauweise und der schwierigen Installation an unebenen Wänden weniger für vertikale Fassaden als für horizontale Flächen geeignet.

Dünnschichtmodule

Dünnschichtmodule sind bekannt für ihre Flexibilität und Anpassungsfähigkeit an vertikale und gewellte Oberflächen. Diese Module bestehen aus dünnen Halbleitermaterialien wie amorphem Silizium, Cadmiumtellurid oder Kupfer-Indium-Gallium-Selenid (CIGS). Obwohl sie eine geringere Energieeffizienz von durchschnittlich 9-10% im Vergleich zu polykristallinen Modulen haben, macht sie ihre Flexibilität ideal für Gebäudefassaden. Sie können sich an unebene Oberflächen „schmiegen“, was eine größere architektonische Integration ermöglicht, ohne das ästhetische Erscheinungsbild zu beeinträchtigen.

Flexible photovoltaische Paneele

Diese Paneele sind eine Unterkategorie der Dünnschichtmodule und zeichnen sich durch ihre bemerkenswerte Flexibilität aus. Sie bestehen aus noch dünneren und leichteren Materialien, was eine größere Installationsvielfalt ermöglicht. Diese Paneele eignen sich besonders gut für gebogene oder dreidimensionale Oberflächen und können für einzigartige architektonische Lösungen verwendet werden.

Hinterlüftete Photovoltaik-Fassaden

Bei Photovoltaik-Verglasungen handelt es sich um eine neue Technologie, , bei der die Fenster von Gebäuden zur Erzeugung von Sonnenenergie genutzt werden. Diese dünnen Paneele, oft aus Dünnschichttechnologie hergestellt, ersetzen herkömmliches Fensterglas. Obwohl sie die Sonneneinstrahlung in Gebäuden verringern können, bieten sie ein erhebliches Potenzial für die Integration von Solarenergie in bestehende Gebäude.

 

 

solarius-pv
solarius-pv