Die Nachfrage nach erneuerbaren Energien boomt!
Die einzig wahre Technologie, um das Netto-Null-Ziel bis 2050 zu erreichen, ist die Produktion von Solarstrom in urbanen Räumen.
Photovoltaikanlagen benötigen viel Platz. Und genau deshalb können wir nicht einfach großflächige Freiflächenanlagen als alleinige Lösung verwenden. Um die gesellschaftliche Akzeptanz von PV-Anlagen zu erhöhen, ist es unerlässlich, dass diese nicht nur Strom produzieren, sondern auch multifunktional genutzt werden können. Wie die beiden Bilder unten zeigen, spielt der Standort der PV-Anlagen eine entscheidende Rolle. Daher ist die Integration von Photovoltaik in Gebäuden besonders attraktiv, da keine zusätzlichen Flächen erschlossen werden müssen, um einen Beitrag zur Energiewende zu leisten.
Besonders Photovoltaikanlagen auf Dächern und Fassaden rücken immer mehr in den Fokus. Die Schweiz ist ganz vorne mit dabei und treibt diese grüne Revolution kräftig voran, um die Energiewende zu beschleunigen und das immense Solar-Potenzial voll auszuschöpfen. Während Dach-PV-Anlagen weiterhin ihre Spitzenposition halten, holen Fassaden-PV-Systeme mächtig auf. In diesem Beitrag nehmen wir die Vorteile von PV-Anlagen auf Dächern und Fassaden unter die Lupe und stellen unser innovatives Solskin-System vor.
Vorteile von Solar PV auf dem Dach
Maximale Sonnenexposition: Dächer bieten oft sehr gute Sonneneinstrahlung, was eine optimale Energieerzeugung ermöglicht.
Platzersparnis: Die Montage passiert auf den bestehenden Dachflächen und beeinträchtigt die Nutzung nicht.
Etablierte Technologie: Dach-PV-Anlagen sind weit verbreitet und haben sich als zuverlässige Lösung bewährt.
Vorteile von Solar PV an der Fassade
Zusätzliche Flächen: Insbesondere bei hohen Gebäuden bieten Fassaden sehr große zusätzliche Flächen im Vergleich zum Dach zur Nutzung der Sonnenenergie.
Hohe Leistung im Winter: Da die Sonne im Winter niedriger steht, ist die Position von vertikalen Systemen hier ideal und kann mehr Energie erzeugen, als Systeme auf dem Dach.
Multifunktionalität: Neben der Energieproduktion tragen PV-Fassaden auch zur Beschattung und Wärmedämmung bei.
Robust gegen Wetter: Schnee und Regen haften nicht an der Fassade und stören die Stromproduktion nicht.
Einfachere Reinigung: Vertikale Systeme sammeln weniger Schmutz an, Reinigungen sind entsprechend deutlich seltener nötig, teils nur alle paar Jahre.
Ästhetische Integration: Fassadensysteme können ideal in die Gebäudearchitektur integriert werden, was zu ansprechenden Designs führt und die Module mit der Fassade verschmelzen lässt.
Beispielsweise reicht in weniger dicht besiedelten Gebieten die Dachfläche eines Einfamilienhauses aus, um die Selbstversorgung eines Haushalts mit Strom, Heizung und Elektromobilität zu gewährleisten. In Städten hingegen ist die Dachfläche pro Einwohner geringer und wird zusätzlich für verschiedene Installationen genutzt. Logisch ist, dass bei größeren und höheren Gebäuden die Fassaden eine größere Fläche als das Dach bieten. Daher können Städte den Bedarf an neuer Infrastruktur nur durch die Nutzung von Fassaden zur Stromerzeugung reduzieren.
Anders als bei Dachanlagen mindern im Winter keine Schneeablagerungen den Ertrag. Dank des tieferen Sonnenstands im Winter zeichnen sich vertikale Solarfassaden insbesondere durch einen effizienten Energiegewinn in den Wintermonaten aus. Wie die links gezeigte Grafik verdeutlicht, sind die Erträge der fassadenintegrierten Photovoltaik – dargestellt durch die orange Kurve – in den Wintermonaten November bis März deutlich höher als die der Dachanlagen – dargestellt durch die grüne Kurve.
Ein Nachteil von Fassaden besteht darin, dass sie pro Quadratmeter weniger Energie als Dächer produzieren. Allerdings müssen PV-Module nicht immer mit einer Neigung von 30° nach Süden ausgerichtet sein. Wie die rechts gezeigte Grafik zeigt, können auch gut ausgerichtete vertikale Anlagen hohe Erträge erzielen.
Gebäudeintegrierte Photovoltaik (BIPV) gewinnt vor allem im Bereich der energetischen Sanierungen an Bedeutung. Studien belegen, dass umfassende BIPV-Sanierungen nicht nur die Energieeffizienz von Gebäuden ordentlich auf Vordermann bringen, sondern sie auch "klima-robust" machen. Das heißt: Gebäude verbrauchen weniger Energie und produzieren gleichzeitig einen Großteil ihrer Energie selbst, was sie widerstandsfähiger gegen die Auswirkungen des Klimawandels macht. PV-Integration an alten Fassaden und nicht attraktiven Gebäuden bietet eine hervorragende Möglichkeit, ein modernes Aussehen zu verleihen.
Ein herausragendes Beispiel für die Integration von Fassaden-PV ist das Bürogebäude der SUVA in Zürich. Hier wurden zwar auch PV-Panels auf dem Flachdach angebracht, das Hauptaugenmerk liegt aber an den maßgefertigte Solarpanels, die in die Brüstungsbänder der Fassade integriert werden, wodurch jährlich etwa 160 MWh Solarstrom erzeugt werden soll. Die Kombination von PV-Dach- und Fassadensystemen kann die Stromproduktion über das Jahr hinweg erhöhen. Fassaden-PV-Anlagen liefern insbesondere in den Wintermonaten, wenn die Erträge der Dachanlagen sinken, einen wertvollen Beitrag.
Solskin: Die Zukunft der dynamischen Fassadensysteme
Solskin ist ein innovatives, dynamisches Fassadensystem, das Solarstromproduktion mit smarter Beschattung vereint. Die beweglichen Module wurden mit Hart-Weich-Roboteraktoren in Zusammenarbeit mit der ETH Zürich entwickelt. Dank künstlicher Intelligenz balanciert Solskin perfekt den thermischen und visuellen Komfort der Bewohner, die Energieeffizienz des Gebäudes und die Stromproduktion. Mit diesem Konzept bietet Solskin flexible und ästhetisch ansprechende Designs für Neubauten, sowie Nachrüstungen.
Wie Alexander Züst, Head of Business, betont: “Solskin funktioniert als vollständig integrierter Teil des Gebäudes und übernimmt einige Funktionen der Hauptfassade. Es bietet die gleiche Funktionalität wie eine Dach-PV in Bezug auf die Energieproduktion, mit dem zusätzlichen Vorteil, dass es die Sonne verfolgen kann, um die höchstmögliche Effizienz aus den im System verwendeten Solarzellen zu erzielen. "Wir verwenden im Grunde die gleiche Solarzellentechnologie, sodass es keinen Unterschied in der Effizienz der Zellen gibt.”
Vergleich von Solskin mit herkömmlichen PV-Systemen
Im Vergleich zu herkömmlichen Fassaden-PV-Systemen bietet Solskin eine Reihe von Vorteilen:
Designfreiheit: Solskin ermöglicht eine hohe Gestaltungsfreiheit, da die Module zwar vorgefertigt sind, aber wegen ihrer Größe sehr anpassbar sind, um sich perfekt an die Gebäudehülle anzupassen.
Doppelfunktionalität: Solskin fungiert als solare Beschattung und PV-System zugleich, wodurch bis zu 80% der Klimatisierungskosten eingespart werden können.
Leichtgewichtige Konstruktion: Solskin ist etwa dreimal leichter als traditionelle PV-Fassaden aus Glas, was besonders bei Gebäuden mit begrenzter Tragfähigkeit von Vorteil ist.
Intelligente Steuerung: Mit Solskin AI bietet das System eine intelligente Gebäudesteuerung, die über die reine Energieerzeugung hinausgeht und das gesamte Energiemanagement des Gebäudes optimiert.
Bewegliche PV-Module: Dank der beweglichen PV-Paneele kann Solskin die Sonnenstrahlen optimal einfangen. Dies führt zu einer Steigerung der Energieeffizienz um 40-60%, abhängig von den Tages- und Standortbedingungen.
Dynamische Ästhetik: Solskin kombiniert eine einmalige Kommunikation von Nachhaltigkeit und Innovation mit Energieeffizienz und erneuerbarer Stromproduktion.
Wir sollten die motivierende Rolle von PV-Fassaden nicht unterschätzen – sie sind sichtbare Lösungen. Im Gegensatz zu Dächern sind PV-Fassaden sichtbar und haben daher ein viel grösseres Potenzial, was ihre motivierende Wirkung angeht. Generell erzeugen auf dem Dach integrierte Systeme mehr Energie als Systeme an der Fassade, aber Systeme, die in die Fassade integriert sind, haben einen viel größeren Motivationseffekt, was sie in urbanen Umgebungen überlegen macht.
Fazit
Solskin vereint die Vorteile von PV-Dach- und Fassadensystemen und bietet mit Solskin AI eine intelligente Lösung zur Maximierung der Energieeffizienz und des Komforts. Von privaten bis hin zu öffentlichen und kommerziellen Designs – Solskin bietet dynamisch angepasste Lösungen, damit Ihr Gebäude für die Zukunft gerüstet ist.
Quellen:
Bundesamt für Energie (BFE)
ETH Zürich
Swissolar
Energeiaplus
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