Wer sagt denn, dass Photovoltaik nur auf dem Dach funktioniert? Bei der sogenannten "gebäudeintegrierten Photovoltaik" wird der Solarstrom über die Terrasse, das Carport oder sogar den Zaun gewonnen. Wir zeigen Ihnen hier interessante Anwendungsbeispiele.
Das Wichtigste im Überblick
Auf deutschen Dächern werden PV-Anlagen langsam zur Normalität. Und nach und nach sieht man nun Abdeckungen von Terrassen, Wintergärten und Carports, Balkonbrüstungen und Gartenzäune aus solaren Modulen. Sie werden hier zum integralen Bestandteil, ersetzen Baumaterialien und prägen das Gebäude optisch. Diese "gebäudeintegrierte Phovotoltaik" gehört noch zu den Nischenprodukten bei der erneuerbaren Energie für zuhause.
Unterschiedliche Strukturen, Ausgangsmaterialien und Färbungen der Solarzellen bergen Gestaltungspotenzial. Gemeinsam ist allen PV-Bauteilen: Sie erfüllen ihre originäre Funktion. Und sie produzieren grünen Strom. Zwar ist der Ertrag auf den kleineren Flächen in aller Regel geringer als auf einem großen Dach. Doch nicht jedes Dach ist PV-tauglich. Zudem rechnen sich Solar-Balkone & Co. aufgrund ihrer zweiten Funktion deutlich schneller.
Erhältlich sind Solar-Elemente vorrangig als Komplettsets, zum Selbstbau oder zur Montage durch den Händler. „Beim Kauf sollten Verbraucher darauf achten, dass alle Komponenten für den Einsatzzweck geeignet und zugelassen sind“, rät Thomas Seltmann vom Bundesverband Solarwirtschaft. Den Anschluss ans Stromnetz und die Inbetriebnahme muss in jedem Fall ein Elektroinstallateur vornehmen.
Bei allen Vorzügen sind – zumindest derzeit – die speziellen PV-Anwendungen nach Einschätzung von Thomas Seltmann noch Nischen. Wir stellen hier einige dieser Nischenprodukte vor.
Diese Balkonbrüstung ist Absturzsicherung, Energielieferant und Gestaltungselement in einem. An einem nach Süden, Westen oder Osten ausgerichteten Balkon fangen diese senkrechten Solarmodule auch die ersten und die letzten Sonnenstrahlen des Tages und des Jahres ein.
Die Brüstungselemente können aufgesetzt, seitlich oder auch von unten an der Betondecke montiert werden. Die Geländerpfosten und Glashalteprofile eines PV-Balkons bestehen meist aus Aluminium. Die Kabel werden verdeckt im Handlauf und Fußprofil geführt. Bei der Planung muss allerdings die Statik berücksichtigt werden.
Eine Terrasse ist oft großzügig bemessen und meist nach Süden, Westen oder Osten orientiert – ideale Standortbedingungen für eine PV-Anlage. Bei solaren Terrassenabdeckungen haben Hauseigentümer viel Auswahl: Es gibt sie frei stehend neben dem Gebäude oder im Mauerwerk verankert, mit Ständerwerk aus Holz, Aluminium oder Stahl und optional pulverbeschichtet.
Die eigentliche Überdachung besteht aus Glas/Glas-Solarmodulen. Für Überkopfverglasungen dürfen dabei nur Module mit einer entsprechenden allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassung zum Einsatz kommen.
Bei Sonnenschein tanken die Module Energie und sorgen gleichzeitig für einen Pergola-ähnlichen Halbschatten und für interessante Lichtspiele auf der Terrasse und an der Fassade. Je nach Abstand der Zellen zueinander lassen die Paneele unterschiedlich viel Licht durch.
Kann die Terrassenfläche nicht 1:1 mit Modulmaßen abgedeckt werden, lässt sich das mit einem Überstand oder mit Ausgleichsflächen mit Blindmodulen, Klar- oder Milchglas lösen. Erhältlich ist auch passgenaues Zubehör wie LED-Beleuchtung, Heizstrahler oder Senkrechtmarkisen.
Wer seine Terrasse auch an kühleren Tagen nutzen will, braucht mehr als ein Dach. Die Hersteller von PV-Terrassendächern bieten daher seitliche Glaswände als Ergänzung an. Mit den Schiebewänden wird die Terrasse zum Wintergarten oder Sommergarten erweitert.
In puncto Energiegewinnung hat er dieselben Vorteile wie das Terrassendach allein. Auch das Dach eines bereits vorhandenen Wintergartens lässt sich nachträglich mit Solarzellen ausstatten. Dafür muss dann allerdings die Statik neu berechnet werden. An ungemütlichen Schlechtwetter-Tagen ist der Sitzplatz im verglasten Raum geschützt und dank der semitransparenten PV-Abdeckung hell. Wenn die Sommersonne brennt, werden die Seitenelemente geöffnet. Bei tief stehender Sonne in den Übergangsjahreszeiten und im Winter funktionieren die großen senkrechten Glasscheiben als passive Sonnenheizung für den Wintergarten und das angrenzende Zimmer.
Konstruktiv unterscheidet sich ein Solar-Carport kaum von einer Solar- Terrassenabdeckung: auch hier ersetzen PV-Module das Dach. Das wird von einer freistehenden oder am Gebäude befestigten Ständerkonstruktion aus Stahl, Aluminium oder Holz, manchmal auch aus Sichtbeton- oder Gabionen-Elementen getragen. Weit verbreitet sind Baukastensysteme, mit denen Einzel-, Doppel- oder auch Reihencarports realisiert werden.
Ein Standort direkt neben dem Wohngebäude erleichtert die Installation, da die PV-Anlage mit dem Stromnetz im Haus und mit dem öffentlichen Netz verbunden werden muss. Besonders verlockend ist ein Solar-Carport für Besitzer von Elektrofahrzeugen, zumindest auf den ersten Blick. Allerdings produziert das Carport tagsüber Strom – eben dann, wenn das Fahrzeug meist unterwegs ist und gerade nicht aufladen kann. Für Besitzer von E-Autos bietet sich deshalb die Integration einer Wallbox und eines Stromspeichers an. Beides vermarkten die Hersteller als Zubehör.
Für überschüssigen Strom, der vom Solar-Carport ins Netz eingespeist wird, gab es analog zum Strom vom Solarzaun bislang oft eine niedrigere Einspeisevergütung als für den Strom vom Dach. Mit dem neuen EEG kann sich das im Einzelfall ändern. Mehr dazu unten im Abschnitt "Solarzaun".
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Ein Solarzaun kann ein Grundstück eingrenzen, ist bauartbedingt meist blickdicht, bietet also hervorragenden Sichtschutz und produziert Strom am laufenden Meter.
Die Hersteller haben Module in unterschiedlichen Höhen im Sortiment, die manchmal auch zweireihig installiert werden können. Mittels Schraubverbindungen werden mehrere Zaunfelder verbunden. Manch eine Firma liefert allerdings erst ab einer bestimmten Mindestzaunlänge.
Die Pfosten bestehen in der Regel aus feuerverzinktem und pulverbeschichtetem Stahl. Höhenverstellbare Pfostenträger können passgenau auf einen Zaunsockel aufgedübelt werden. Alternativ werden die Pfosten im Fundament einbetoniert. Solarzäune gibt es sowohl in einfacher als auch in doppelter Ausführung, mit so genannten bifacialen Modulen (Duplex Solar). Sie sind beidseitig mit photoaktiven Zellen ausgestattet.
Diese Bauweise ist vor allem dann spannend, wenn der Zaun mit einer Seite nach Osten und mit der anderen nach Westen ausgerichtet und von beiden Seiten unbeschattet ist. Damit lässt sich ein Teil des durch die senkrechte Montage bedingten schlechteren Einfallswinkels und der ebenfalls schlechteren Einfallsdauer des Sonnenlichts im Vergleich zur Dach-Installation ausgleichen.
Dass vor die Strom erzeugende Seite des Zaunes keine Hecke gepflanzt werden sollte, versteht sich von selbst. Parkende Fahrzeuge oder der über den Zaun wandernde Schatten des Nachbargebäudes sind jedoch keine K.-o.-Kriterien. Die Module sind intern in mehrere parallel verschaltete Einheiten unterteilt, so dass sich Verschattungen nur auf das gerade betroffene Segment auswirken.
Für die Einspeisung von Strom, der durch einen Solarzaun erzeugt wurde, gibt es gemäß § 48 Abs.1 EEG 2021 eine deutlich geringere Einspeisevergütung als für Eigenstrom vom Dach des Wohngebäudes oder einem konstruktiv mit dem Gebäude verbundenen Bauteil. Das könnte sich zumindest im Einzelfall ändern. Das Erneuerbare-Energien-Gesetz 2023 sieht höhere Vergütungssätze für Garten-PV-Anlagen vor, wenn das Wohngebäude nicht dazu geeignet ist, dass auf, an oder in ihm eine Solaranlage errichtet werden kann. Diese Regelung kann etwa bei Reetdächern oder denkmalgeschützten Gebäuden zum Tragen kommen. Die Verordnung, die alle Details regeln soll, liegt allerdings noch nicht vor.
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Die von der Architektin Astrid Schneider entwickelten solaren Fensterläden bieten einen Ausblick darauf, wo gebäudeintegrierte Solartechnik in Zukunft noch eingesetzt werden kann. Die photovoltaischen Solarmodule bestehen aus multikristallinen Zellen und sind in Holzrahmen gefasst, also besonders geeignet für Altbauten.
Der solare Fensterladen greift die Idee historischer Fensterläden auf: Er ist ein optimaler Sonnenschutz bei gleichzeitiger natürlicher Belüftung – in diesem Falle durch eine Lüftungsstellung kurz vor der Fassade. Die gute Hinterlüftung gewährleistet zudem einen hohen Wirkungsgrad der Module bei der Solarstromproduktion. Die semitransparenten Solarmodule lassen auch im geschlossenen Zustand Tageslicht durch.
Nicht zuletzt weil gerade im Altbau Maße und Design individuell angepasst werden müssen, wird der solare Fensterladen bislang nicht in Serie produziert. Die Solararchitektin arbeitet derzeit an der Weiterentwicklung der Technologie.
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Strom mit der Kraft der Sonne selbst erzeugen: In diesen Artikeln informieren wir Sie über Kosten, Nutzen und Möglichkeiten der Photovoltaik:
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