Um bis 2045 den deut­schen En­er­gie­be­darf voll­stän­dig re­ge­ne­ra­tiv zu de­cken, sol­len auch Fas­sa­den zur pho­to­vol­tai­schen Strom­erzeu­gung ge­nutzt wer­den. Die für ge­bäu­de­in­te­grier­te Pho­to­vol­ta­ik (BIPV) ein­setz­ba­ren Mo­du­le müs­sen hohe An­for­de­run­gen er­fül­len, so­wohl hin­sicht­lich Er­schei­nungs­bild als auch bei Leis­tung und Kos­ten. Wegen ihres ho­mo­ge­nen Er­schei­nungs­bil­des und ihrer hohen Leis­tungs­dich­te sind CIGS-​Dünnschichtmodule von Bau­her­ren und Ar­chi­tek­ten glei­cher­ma­ßen ak­zep­tiert.

Pro­jekt­kon­text

Photovoltaik-​Fassadensysteme, auch unter dem Be­griff BIPV (building-​integrated pho­to­vol­taics) be­kannt, kön­nen die für die wirt­schaft­li­che Strom­erzeu­gung nutz­ba­re Flä­che aus­wei­ten. Aus­ge­hend von Stu­di­en geht das Zen­trum für Son­nen­en­er­gie und Wasserstoff-​Forschung Baden-​Württemberg (ZSW) von einer Flä­che aus, die etwa zehn Pro­zent der wirt­schaft­lich nutz­ba­ren Dach­flä­che in Deutsch­land ent­spricht. Zwar sind BIPV-​Systeme teu­rer als PV-​Aufdach-Anlagen; das re­la­ti­viert sich je­doch, wenn die Kos­ten einer kon­ven­tio­nel­len Ge­bäu­de­hül­le ge­gen­ge­rech­net wer­den.

Photovoltaik-​Fassadensysteme im Ge­bäu­de­be­stand haben ins­be­son­de­re die dort be­stehen­den wech­seln­den Licht­ver­hält­nis­se und Ver­schat­tung zu be­wäl­ti­gen. Hier­für sind noch wei­te­re Ent­wick­lungs­ar­bei­ten not­wen­dig, um Mo­du­le und Sys­te­me an diese spe­zi­el­len Be­din­gun­gen für die In­te­gra­ti­on in Ge­bäu­de­fas­sa­den an­zu­pas­sen. So­lar­fas­sa­den mit einer Amor­ti­sa­ti­ons­zeit von zehn Jah­ren sind so mög­lich.

For­schungs­fo­kus

For­scher­teams wol­len ein schat­ten­to­le­ran­tes CIGS-​Dünnschichtmodul ent­wi­ckeln, das die spe­zi­el­len Ein­strah­lungs­be­din­gun­gen an Ge­bäu­de­fas­sa­den bes­ser nut­zen kann. Ihr Ziel ist es, Er­trag und Mon­ta­ge­freund­lich­keit zu ver­bes­sern und fle­xi­ble Mo­dul­grö­ßen zu rea­li­sie­ren. Ge­mein­sam ver­fol­gen die Pro­jekt­part­ner vom ZSW, der Hoch­schu­le für Tech­nik Stutt­gart – Zen­trum für an­ge­wand­te For­schung – Kom­pe­tenz­zen­trum Nach­hal­ti­ge En­er­gie­tech­nik (zafh.net) und dem Mo­dul­her­stel­ler NICE Solar En­er­gy GmbH das Ziel, CIGS-​Dünnschicht-Systeme für Fas­sa­den­an­wen­dun­gen markt­reif zu ma­chen.

Dabei sind viele un­ter­schied­li­che Be­din­gun­gen zu be­rück­sich­ti­gen: Die Mo­du­le für die Fas­sa­den­an­wen­dung müs­sen nicht nur sta­ti­schen An­for­de­run­gen ge­nü­gen. Sie müs­sen au­ßer­dem spe­zi­el­le Kri­te­ri­en hin­sicht­lich Si­cher­heit, Zu­ver­läs­sig­keit und Lang­le­big­keit er­fül­len, die durch Ver­schat­tung der Fas­sa­den ent­ste­hen. Diese An­for­de­run­gen gel­ten eben­so für Kom­po­nen­ten wie Wech­sel­rich­ter. Au­ßer­dem soll die Ab­wär­me der Fas­sa­den als Quel­le für Wär­me­pum­pen die­nen. Wei­te­res Ziel ist, das Fas­sa­den­sys­tem im Som­mer zur na­tür­li­chen Be­lüf­tung zu nut­zen.

Das ZSW er­hebt die Be­triebs­da­ten der CIGS-​Testfassade an sei­nem neuen In­sti­tuts­ge­bäu­de in Stutt­gart. Es ver­wen­det diese bei der Si­mu­la­ti­on des en­er­gie­wirt­schaft­li­chen Po­ten­zi­als von CIGS-​Fassadensystemen.