Entwicklung, Realisierung & Validierung einer Solar.shell-Prototypfassade

SOLAR.shell TRANSFER

Gebäudefassaden bieten ein enormes ungenutztes Potenzial für die solare Energiegewinnung. Trotz wachsender Nachfrage nach erneuerbaren Energien sind Photovoltaik-Fassaden (BIPV) bisher wenig verbreitet. Ziel des Forschungsprojekts SOLAR.shell TRANSFER war die Entwicklung einer parametrisch optimierten BIPV-Fassade, die sowohl architektonische als auch energetische Anforderungen erfüllt und kosteneffizient realisierbar ist. 

In einem mehrstufigen Prozess wurde zunächst ein parametrisches Entwurfskonzept erstellt, das eine optimale solare Ausrichtung kleinformatiger PV-Module innerhalb der Fassadenstruktur berechnet. Parallel wurden konstruktive Details, Befestigungssysteme und das elektrische Verschaltungskonzept erarbeitet. Die entwickelte Lösung basiert auf einer vorgehängten hinterlüfteten Fassade (VHF) aus dreidimensional gefalteten Aluminium-Polymerkern-Verbundplatten. Die PV-Module sind in eine integrierte Öffnung auf einem Aluminium-Winkelrahmen eingelassen. Mechanische Tests und eine Genehmigung durch das Regierungspräsidium Tübingen ermöglichten die innovative Verklebung der Module ohne zusätzliche mechanische Sicherung. 

Eine 192 m² große Prototypfassade wurde am Bürogebäude von Aluform in Bad Rappenau installiert und mit 354 PV-Modulen ausgestattet. Insgesamt wurde die Süd- und Westfassade mit einer Leistung von 10 kWp auf einen Normertrag von 7070 kWh pro Jahr projektiert. Die Ertragsauswertungen des ersten Betriebsjahres ab dem 1. März 2022 bestätigten die rechnerischen Annahmen und übertrafen diese in Teilen deutlich. Zusätzlich wurden Testelemente für eine Demonstrations- und Schulungsfassade gefertigt, die wertvolle Erkenntnisse zur serientauglichen Produktion und Kosteneffizienz brachten. 

Zusammenfassend belegt Forschungsprojekt die technische und wirtschaftliche Realisierbarkeit parametrisch optimierter BIPV-Fassaden. Die entwickelten Lösungen erschließen das große Potenzial von Fassaden zur solaren Energiegewinnung und bieten Ansätze zur Kostensenkung und Markteinführung innovativer Fassadensysteme.