Reallabor für bauwerkintegrierte Photovoltaik
Jede/r kennt die blauen-gekachelten Photovoltaikmodule auf den Hausdächern. Aber ein Haus hat viel mehr Flächen zur Verfügung. Fassaden, beispielsweise. Solarmodule werden zu Bauelementen und erfüllen beides: die Funktion als Fassadenelement und die der nachhaltigen Stromerzeugung. Doch wie gut funktioniert das? Und wie sieht Photovoltaik in der Fassade eigentlich aus?
Süd-West-Ansicht des Forschungsbaus. Copyright Helmholtz-Zentrum Berlin
Im ersten Reallabor für bauwerkintegrierte Photovoltaik (BIPV) wird genau das erforscht. Dabei handelt es sich um ein Forschungsgebäude mit einer Photovoltaikfassade bei dem besonderes Augenmerk auf die gestalterische Integration der solaraktiven Fassade gelegt wurde. Das Reallabor ist in seiner Art international einzigartig und zeigt auf, wie zukünftig nachhaltige Forschungsinfrastrukturen geplant werden können. Innerhalb des Gebäudes untersuchen Forschende energieeffiziente Beschleunigertechnologien. Außen erzeugt die 380 m2 große, solaraktive Fassade, natürlich emissionsfrei, elektrischen Strom und dient dabei selbst als Plattform für die HZB-Energieforschung zu Bauwerkintegrierter Photovoltaik (BIPV). Das Reallabor wurde im Sommer 2021 am Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) in Betrieb genommen und liefert seitdem Praxiserfahrungen über das Verhalten von Solarmodulen und des gesamten PV-Fassadensystems zu verschiedenen Jahreszeiten und Witterungsbedingungen und über einen langen Zeitraum. Es gibt viele Themen, die von den Forschenden untersucht werden: Wie wirken sich Ausrichtung der Solarmodule, Verschmutzung und indirekte Bestrahlung auf die Stromproduktion aus? Und wie wirkt sich eine Solarfassade auf das Gebäude selbst aus?
Fassadenkonstruktion und Montage der PV-Module. Copyright Helmholtz-Zentrum Berlin
Die PV-Fassade besteht aus 360 kommerziellen, farbigen Solarmodulen, die an drei Seiten des Gebäudes installiert sind. Sie liefern etwa 28 MWh Strom pro Jahr. In der Fassade erfassen 120 Messstellen und Sensoren sowohl die solaren Einstrahlungsbedingungen als auch elektrische und bauphysikalische Messgrößen. Die gewonnenen Erkenntnisse fließen direkt in die Forschungs- und Beratungsaktivitäten des HZB ein und kommen auf diese Weise sowohl der Wissenschaft als auch der Allgemeinheit zugute.
Darüber hinaus dient das Gebäude als Demonstrationsobjekt für Architekturschaffende und für Forschungsstandorte der Helmholtz-Gemeinschaft, und zeigt, wie neue Gebäude in Verantwortung zur Nachhaltigkeit gestaltet werden können.
Die Transformation des Energiesystems hin zu einer klimaneutralen und sicheren Energieversorgung bedarf der „solaren Aktivierung“ möglichst vieler Flächen durch Photovoltaik. Dadurch angeregt, steigt der Bedarf an Information und Beratung vor allem auch für Architekturschaffende, Planende und Bauverantwortliche, um nicht nur die beschränkten und mit anderen Nutzungsformen konkurrierenden Dachpotenziale auszuschöpfen, sondern Photovoltaik auch in der gesamten Gebäudehülle berücksichtigen zu können.
Diese Nachfrage aufgreifend, betreibt das HZB seit drei Jahren die Beratungsstelle für bauwerkintegrierte Photovoltaik (BAIP), mit dem Ziel die Akteure im Bauwesen, z.B. Bauverantwortliche, Architekturschaffende, Investierende und Quartierentwickler:innen, über die vielfältigen Möglichkeiten der Aktivierung von Gebäudeflächen zu informieren und auf diese Weise dem breiten Einsatz der Photovoltaik in Gebäuden und anderen Bauwerken den Weg zu bereiten. Für diese Beratungen liefert das Reallabor wichtige, realitätsnahe Erkenntnisse, die unmittelbar an die Akteure im Bauwesen weitergeleitet werden. Die Beratungsstelle wird von der Helmholz-Gemeinschaft im Rahmen des Impuls- und Vernetzungsfonds gefördert.