Solarfassade: Photovoltaik-Module werden zu Bauelementen
Solarenergie gilt als eine der vielversprechendsten erneuerbaren Energien. Immer mehr Häuser haben eine Photovoltaik-Anlage auf dem Dach, und vermehrt sind große Freiflächenanlagen anzutreffen. Doch mit Solarmodulen lässt sich noch viel mehr tun, sie zum Beispiel als Solarfassade nutzen. Durch die solare Aktivierung der Gebäudehülle wird die Photovoltaik zum Bauelement und macht Gebäude zu Stromerzeugern – was obendrein auch noch gut aussieht.
Das Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) macht nun den Praxistest. „Erstmals wird ein komplettes Bauwerk mit einer fassadenintegrierten Photovoltaikanlage als Real-Labor betrieben“, sagt Dr. Björn Rau, der die Beratungsstelle BAIP am HZB leitet. „Die umfangreiche Messtechnik ermöglicht neue Erkenntnisse über das reale Verhalten von Solarmodulen in einer Fassade bei verschiedenen Jahreszeiten und Witterungsbedingungen, über einen langen Zeitraum.“
Bernd Rech (links) und Christian Rickerts drückten den symbolischen roten Knopf zum Start des Real-Labors in Adlershof.
Im Beisein des Staatssekretärs für Wirtschaft, Energie und Betriebe des Landes Berlin, Christian Rickerts, nahm das HZB am 6. September 2021 die Solarfassade eines Forschungsneubaus in Berlin-Adlershof offiziell in Betrieb. Das Besondere daran: Die elegante Fassade erzeugt nicht nur bis zu 50 Kilowatt Strom (Peak-Leistung). Sie liefert gleichzeitig auch wichtige Erkenntnisse über das Verhalten der Solar-Module bei verschiedenen Witterungsbedingungen.
Das Wichtigste auf einen Blick
- Das Real-Labor besteht aus 360 CIGS-Dünnschicht-Solarmodulen, die an drei Fassaden (West-, Süd- und Nordseite) installiert sind.
- Leistung je Modul: ca. 135 Watt (Peak-Leistung der gesamten Fassade: knapp 50 Kilowatt).
- Zusätzlich wurde Sensortechnik (u.a. 72 Temperatur-, 10 Bestrahlungs,- 4 Windsensoren) installiert.
- Die Solarfassade dient zur langfristigen Untersuchung der PV-Erträge in Abhängigkeit von Umweltfaktoren (Verschmutzungen), Witterungsbedingungen (Sonne, Wind, Reflexion) und Himmelsrichtungen usw.
- Es ermöglicht denm Vergleich zwischen realen Daten und Simulationswerten von Ertragsprognosen.
Solarfassade ist optisch besonders ansprechend
Die in kräftigem HZB-Blau leuchtenden CIGS-Dünnschicht-Solarmodule wurden von der Firma AVANCIS in Thorgau bei Leipzig produziert. Eine Besonderheit besteht in der verdeckten Aufhängung. Sie ermöglicht eine rahmenlose Ausführung ohne zusätzliche Einfassung am Modulrand. Dadurch lassen sich die Module ideal mit der Metallvorhangfassade des Gebäudes kombinieren. Björn Rau (Bild) betont: „Ganz bewusst haben wir auch Wert auf die gestalterische Integration der Module in die Gebäudehülle gelegt und mit der CIGS-Technologie das Materialsystem ausgewählt, über das am HZB eine sehr große Expertise existiert.“ Viele Forschungsgruppen am HZB arbeiten mit CIGS-Dünnschichten, von der Materialforschung bis hin zur Entwicklung von Bauelementen.
Was im Forschungsbau passiert
Die Solarfassade dient der Photovoltaik-Forschung als Real-Labor, doch im Gebäude passiert etwas ganz anderes: Hier entwickeln und bauen Forscher*innen weltweit einzigartige Komponenten für BESSY II und andere Synchrotron-Strahlungsquellen. Das Gebäude beherbergt einen Reinraum, diverse Labore und Montageplätze für die international renommierte Beschleunigerforschung des HZB.
