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Photovoltaik in der Fassade

08.08.2014

„Gebäudeintegrierte Photovoltaik“ ist ein Zukunftsthema für die Energiebranche. Auf dem Markt hat sich die Installation von PV-Anlagen auf Häuserfassaden oder Dächern noch nicht durchgesetzt. Das OFI arbeitet mit Partnern aus Industrie und Forschung an einer Lösung, die technisch, wirtschaftlich und architektonisch interessant ist. 

Für Mitteleuropa sehen Experten die potenziellen Installationsflächen für Photovoltaikanlagen überwiegend am Gebäude. Das gilt besonders für Österreich, ein gebirgiges Land, in dem die freiliegenden Flächen hauptsächlich landwirtschaftlich genutzt werden. Photovoltaikanlagen werden in Österreich bis dato meistens additiv an das Gebäude montiert. Das entspricht allerdings nicht immer architektonischen Ansprüchen und ist für größere Städte mit historischem Stadtkern undenkbar. Bei der „Gebäudeintegrierten Photovoltaik“ werden Photovoltaikanlagen zum Beispiel in Häuserfassaden oder in Dächern integriert. 
Experten sehen großes Potenzial für gebäudeintegrierte Photovoltaik in Österreich: Aus heutiger Sicht könnten 140 km² Dachfläche und 50 km² Fassadenfläche dafür genutzt werden. Gegenwärtig sind in Österreich jedoch nur schätzungsweise 2,2 Prozent der installierten PV-Anlagen ins Gebäude integriert, davon nur 0,6 Prozent in die Fassade. In der Verknüpfung von Architektur mit nachhaltigen Energietechnologien liegt eine Marktchance für österreichische Unternehmen.
Obwohl die Photovoltaik (PV) in Form von Standardmodulen auf Basis kristalliner Siliziumtechnologie schon seit Jahrzehnten im Einsatz ist und einen hohen Grad an Zuverlässigkeit erreicht hat, gibt es – außer (auf derselben Technologie basierenden) Glas/Glas-Fassadenelementen – keine technisch, wirtschaftlich und ästhetisch ansprechende fassadenintegrierte Lösung, die sich am Markt durchsetzen konnte.

Strenge Energieverbrauchsrichtlinien ab 2020
Da die EU-Gebäuderichtlinie ab 2020 strenge Richtlinien für den Energieverbrauch von Gebäuden vorgibt („nearly zero-energy buildings“), ist die Entwicklung wirtschaftlich und optisch verträglicher Lösungen für bauteilintegrierte PV dringend erforderlich. Die symbiotische Vereinigung von Architektur mit dem aktuellen Trend zu nachhaltigen Energietechnologien bietet für ein Technologie- und Kulturland wie Österreich und seine Wirtschaft große Chancen.
Mit einem neu gestarteten Forschungsprojekt unter der Leitung des OFI sollen nun wichtige Grundlagen für eine zukünftige hochgradig integrierte Produktion und vereinfachte Installation von BIPV-Fassadenelementen geschaffen werden. BIPV steht für „Building-integrated Photovoltaic“. Dadurch wird eine deutlich kostengünstigere Produktion von PV-Fassadenelementen im Vergleich zur heute üblichen „Assemblierung“ von nichtoptimierten Komponenten ermöglicht. Diese angestrebte Kostensenkung von fassadenintegrierter PV wird einer der wichtigsten Schlüssel für eine beschleunigte Marktdurchdringung für diese Produkte sein.

Wesentlich ist die Langzeitbeständigkeit
Zentrales Ziel des Forschungsvorhabens PV@Fassade ist es, die spezifischen Herausforderungen im Zusammenhang mit fassadenintegrierter Photovoltaik anzunehmen und im Rahmen eines Forschungsprojekts die Basis für eine konkurrenzfähige Fassadenintegration von PV zu schaffen. Dabei werden komplexe Fragestellungen der Integration von Photovoltaikmodulen in Fassadenelemente adressiert: Sie betreffen Konstruktion, Verschaltung, Design, Materialien, aber auch Langzeitbeständigkeit und Effizienz der PV-Komponenten.
Die Forschungsarbeiten umfassen die Entwicklung von PV-Aktivmaterialien, die für die BIPV-Anwendung optimiert sind, und deren Lamination bzw. Verklebung mit dem Fassadenelement zu einem langzeitbeständigen Multimaterialverbund. Daneben sind die Erarbeitung innovativer Verschaltungs- und Integrationskonzepte zu effizienzoptimierten PV-Fassadenelementen sowie neue Ansätze zur farblichen Gestaltung und besseren optischen Akzeptanz von Photovoltaik im Gebäude Schwerpunkte im Projekt.
Konkret werden in einer engen Kooperation von mehreren F&E-Einrichtungen und österreichischen Unternehmen aus der Fassadenbau- und PV-Branche Lösungen für eine zuverlässige, kostengünstige und ästhetisch ansprechende fassadenintegrierte Photovoltaik geschaffen. Ein besonderer Fokus des Projekts liegt auch auf der Dissemination und Verwertung der Forschungsergebnisse, die sicherstellen sollen, dass Österreichs Wirtschaft mittelfristig eine zentrale Rolle bei der fassadenintegrierten PV spielt. 
Die Akzeptanz der erarbeiteten Konzepte wird durch Interaktion mit Architekten und Studenten, Expertenworkshops und Endnutzerbefragungen abgefragt, evaluiert und laufend in den Optimierungsprozess eingearbeitet. 

Die Autorin
Dr. Gabriele Eder ist ­Senior Researcher 
am OFI im Bereich ­Materialanalytik, Oberflächentechnik und Umweltsimulation und seit mehreren Jahren für den Bereich Photovoltaik zuständig. Sie betreut mehrere F&E-Projekte auf dem Gebiet der Photovoltaik und ist Vorstandsmitglied der Österreichischen Technologie-Plattform Photovoltaik (TPPV).

www.ofi.at

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