Gebäudeintegrierte PV

Bei der Energiewende spielt die energetische Verbesserung des Gebäudebereichs eine herausragende Rolle. Neben passiven Solargewinnen eignen sich Fassaden für die aktive Solargewinnung mit Photovoltaik. Sowohl wegen der Energieerzeugung als auch aus Image-Gründen, wird die BIPV weiterhin kontinuierlich an Bedeutung gewinnen. Gebäudeintegrierte Photovoltaik bzw. Building Integrated Photovoltaic (BIPV) sind Bauteile, die neben der Stromerzeugung noch weitere Funktionen übernehmen wie Sonnen-, Schall- oder Wärmeschutz.
Bei der Anwendung sollten Metallbauer und Planer darauf achten, dass die zu erwartende Einstrahlung nicht durch Verschattungen von umliegenden Gebäuden der Topographie oder Bäumen reduziert wird. Außerdem müssen beim Gebäude relevante Faktoren wie u.a. die Neigung und Orientierung der Module, mögliche Verschattung durch auskragende Elemente, das Verschalten, die Kabelführung, zu erwartende Temperaturen und die Hinterlüftung beachtet werden.
 
Nachweise. Mit Einzug der Photovoltaik in die Gebäudehülle treffen Elektrotechnik und Bauwesen aufeinander, sodass auch Anforderungen aus dem Baurecht erfüllt müssen. Es gelten die Bauproduktenrichtlinie (bzw. ab 2013 die Bauproduktenverordnung) mit den harmonisierten Normen (EN 14449, EN 13830 etc.) und die Niederspannungsrichtlinie (EN 61730-1, EN 61730 etc.).
PV-Module sind meistens ein Verbundglas, bei dem die Solarzellen, bzw. die Beschichtung, in das Glas eingebunden ist. Die integrierten Module sind baurechtlich keine geregelten Bauprodukte. Sie sind deshalb nur auf Basis einer Zustimmung im Einzelfall oder einer allgemein bauaufsichtlichen Zulassung verwendbar. Dabei müssen Standsicherheit, Resttragfähigkeit, Dauerhaftigkeit, Materialverträglichkeit sowie bauphysikalische Aspekte wie Lichttransmission, Wärme-, Feuchte-, Feuer- und Sonnenschutz nachgewiesen werden. Baurechtlich fallen BIPV-Elemente in den Bereich der Technischen Regeln für die Verwendung von linienförmig gelagerten Verglasungen (TRLV) und der Technischen Regeln für die Bemessung und Ausführung punktförmig gelagerter Verglasungen (TRPV). Außerdem gelten die Technischen Regeln für absturzsichernde Verglasungen (TRAV) und, bei geklebten Systemen, die ETAG 002-1 bzw. beim Fassadeneinbau die ETAG 002-2.
 
Funktionen. BIPV eignet sich hervorragend als Sonnenschutz und für die Tageslichtversorgung, da sich der Lichttransmissionsgrad gut durch eine unterschiedliche Belegung der mono- oder polykristallinen PV-Zellen variieren lässt. Hier weisen Dünnschicht-PV-Module besondere Eigenschaften auf, da sie im Format flexibel herstellbar sind. Außerdem lässt sich die Lichttransmission, die Gestaltung, die Farbgebung und der Transparenzgrad mittels Lasertechnik einfach verändern.
Auch der sommerliche Wärmeschutz von Gebäuden muss gemäß EnEV § 3/4 nachgewiesen werden. Für die Bewertung benötigen Planer verlässliche Kennwerte, wie den Gesamtenergiedurchlassgrad g bzw. den Wert für Verglasung in Kombination mit einem PV-Sonnenschutz (g-total). Komplexe Systeme lassen sich nicht gut durch Rechenverfahren charakterisieren, sodass eine Bestimmung des g-Wertes mittels kalorimetrischer Messverfahren notwendig ist. Dabei wird das zu prüfende Bauteil mit einer künstlichen Sonne bestrahlt. Darüber hinaus sollten die Oberflächentemperaturen ermittelt werden. Die Kennwerte können als Funktion des Höhenwinkels der Sonne, das heißt für jahreszeitliche und tagesabhängige Situationen, exakt bestimmt werden. Aktuelle Untersuchungen am ift Rosenheim haben gezeigt, dass der g-Wert von PV-Modulen unter Last, also bei Stromproduktion, gegenüber der lastfreien Messung signifikant besser ist.