Solarstrom mal nicht vom Dach: Unter der sogenannten "gebäudeintegrierten Photovoltaik" versteht man die Gewinnung von Solarstrom beispielsweise über Fassade, Terrasse oder sogar Zaunanlagen. Wir zeigen Ihnen verschiedene Anwendungsbeispiele inklusive Kosten.
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Auf deutschen Dächern werden Photovoltaik-Anlagen langsam zur Normalität, doch auch die gebäudeintegrierte Photovoltaik gewinnt an Bedeutung. Die Kurzbezeichnung dafür ist BIPV und steht für Bauwerkintegrierte Photovoltaik. Dabei handelt es sich um die Integration von Solarmodulen in die Gebäudehülle, die zusätzlich zur Stromgewinnung Funktionen wie Wärmedämmung, Wind- und Wetterschutz oder auch architektonische Aufgaben übernehmen. Die gebäudeintegrierte Photovoltaik gehört noch zu den Nischenprodukten bei der erneuerbaren Energie für zuhause.
Gebäudeintegrierte Photovoltaik bietet mehrere Vorteile: Zum einen kann sie den Energiebedarf eines Gebäudes decken und somit zur Reduzierung der CO2-Emissionen beitragen. Darüber hinaus kann sie die Energiekosten senken, indem sie den erzeugten Strom direkt vor Ort nutzt. Es kann auch zu einer Einsparung von Investitionskosten konventioneller Baukomponenten möglich sein.
Ein weiterer Vorteil der gebäudeintegrierten Photovoltaik ist ihre ästhetische Wirkung. Die Module können nahtlos in die Gebäudehülle integriert werden, was zu einer harmonischen Optik führt. Dadurch wird die Akzeptanz von Solarenergie in der Gesellschaft erhöht und die Integration von erneuerbaren Energien in die Architektur gefördert.
Gebäudeintegrierte BIPV-Module müssen insgesamt sehr robust sein und werden in der Regel mit anderen Montagesystemen befestigt als Standard-Solarmodule. Zudem sollten sie wärme- und schalldämmende Eigenschaften haben und ein gewisser ästhetischer Anspruch an das Design sollte erfüllt sein.
Eine Genehmigung auf dem Dach oder an der Fassade von Privathäusern ist nicht nötig. Fragen Sie aber in jedem Fall nach, ob Regelungen der Gemeinde oder des Denkmalschutzes dagegen sprechen.
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.
Eine Balkonbrüstung mit integrierter Photovoltaik 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 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 der 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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Eignet sich die Dachfläche nicht für die Installation einer PV-Anlage, kann eine Solarfassade eine Alternative sein. Hier unterscheidet man zwischen einer Kaltfassade und einer Warmfassade. Bei der Kaltfassade werden die Module vor die Fassade gehängt. Sie wird wie ein Vorhang mit Abstand zur Wand befestigt. Bei der Warmfassade werden die Solarmodule in die Fassade fast unsichtbar integriert und schützen so das Gebäude vor Hitze und Kälte. Der Wirkungsgrad einer vertikalen Anlage ist ca. 20 bis 30 Prozent geringer als bei einer Anlage auf einem geneigten Dach, deshalb ist eine Ausrichtung möglichst
weit in Richtung Süden wichtig. Wann lohnt sich Photovoltaik an der Fassade? Wenn:
Ein Solarzaun kann ein Grundstück eingrenzen, ist bauartbedingt meist blickdicht, bietet also hervorragenden Sichtschutz und produziert Strom am laufenden Meter.
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 sogenannten 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, sodass 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 PV-Technologie 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.
Moderne Gebäude haben in der Regel auch große Glasflächen. Diese Flächen haben das Potenzial auch Solarenergie erzeugen zu können. Dafür benötigt man allerdings transparente Solarmodule, damit das Licht auch weiterhin ins Innere des Gebäudes fließen und man nach draußen schauen kann.Weltweit gibt es mehrere Technologien für transparente Solarzellen oder Solarfolien, die aber alle noch nicht Massenmarkt tauglich sind. Ob Solar-Fenster wirklich sinnvoll sind, darüber gehen die Meinungen der Experten noch auseinander. Aussage Professor Marius Grundmann von der Universität Leipzig in einem Podcast: "Insgesamt für die Energiewende ist es doch günstiger, die konventionelle Solarzelle zu nehmen."
KOSTEN: Der Preis für Solarfenster ist 2- bis 2,5-mal höher als für normale Fenster.
Unter gebäudeintegrierter Photovoltaikanlagen wird die solare Nutzung von baulichen Strukturen zur Energiegewinnung verstanden. Die übliche Bezeichnung für dieses Konzept ist BIPV = Bauwerk-integrierte Photovoltaik. Die verbauten Solarmodule erhalten zusätzlich zur Stromgewinnung noch weitere Funktionen, beispielsweise von Dach- oder Fassadenbauteilen.
Auf Mietshäusern sind selten Solaranlagen zu finden. Das liegt an besonderen Regelungen zum sogenannten Mieterstrom: „Bislang werden Vermieter, die Mieterstrom realisieren, de jure zum Stromversorger. Das stellt sie vor ausufernde Bürokratie. Zudem können sie sich nicht sicher sein, dass sich die PV-Anlage auch rechnet, weil die Mieter nicht dauerhaft an die Abnahme des Stroms vom eigenen Dach gebunden sind“, erklärt Konrad Adenauer, der Präsident von Haus & Grund Rheinland Westfalen.
Das hängt von Art und Nutzung der Anlage ab. Also beispielsweise, ob die Anlage zur Stromversorgung beiträgt oder (mit verhältnismäßigem Aufwand) abgebaut und an anderer Stelle wieder aufgebaut werden kann. Klären Sie diese Frage am besten mit Ihrem Steuerberater.
Als gebäudeunabhängige Solaranlagen bezeichnet man sogenannte Freiflächenanlagen. Für diese Variante müssen die Betreiber – im Gegensatz zur gebäudeintegrierten Solaranlage – ab einer bestimmten Größe eine Baugenehmigung einhalten. In fast allen Bundesländern (siehe Landesbauordnung) gilt für Freiflächen-Anlagen ab einer Höhe von 3 Metern und einer Länge von 9 Metern die Genehmigungspflicht.
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Strom mit der Sonne selbst erzeugen: In diesen Artikeln informieren Sie über Kosten , Nutzen und Möglichkeiten der Photovoltaik.
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