Architektinnen und Architekten achten bei der Gestaltung von Fassaden unter anderem auf die Linienführung und Homogenität. Gerahmte Module oder Solarmodule in speziellen Kassettenkonstruktionen erlauben sehr streng gegliederte Fassaden mit technischer Optik. Rahmenlose Module hingegen bieten nahezu homogene Flächen ohne Unterbrechungen oder Lücken.
Kristalline oder Dünnschichtmodule?
Alle Arten von Solarmodulen lassen sich prinzipiell für Fassaden nutzen, mit Ausnahme von konzentrierender Photovoltaik (CPV): kristalline Solarmodule, Dünnschichtmodule mit Kupfer-Indium-Halbleitern (CIGS) oder Cadmiumtellurid, Dünnschichtmodule mit amorphen oder mikromorphen Siliziumschichten oder organische Module aus solaraktiven Polymeren. Die Freiheit bei der Gestaltung der Fassaden mit Solarmodulen als Blickfänger ist mittlerweile unbegrenzt. Es gibt farbige, bedruckte und semitransparente Module, viereckige oder dreieckige Module, sogar gekrümmte Flächen sind möglich.
Gestalten mit farbigen Modulen
Mittlerweile gibt es Solarmodule in allen erdenklichen Farben. Der Gestaltungsfreude der Architektinnen und Architekten sind keine Grenzen mehr gesetzt. Sogar in die Jahre gekommene Gebäude erhalten durch vorgehängte Solarfassaden mit farbigen Modulen ein neues, verblüffendes Aussehen.
Die Farbenvielfalt bei kristallinen, Dünnschicht- und organischen Solarmodulen entspricht faktisch der Vielfalt von farbigem Verbundsicherheitsglas (VSG) – von Weiß über das gesamte Farbspektrum bis zu Schwarz/Anthrazit. Auf diese Weise lassen sich homogene oder gemischte Farbflächen erzeugen. Sogar mit Fotos oder Portraits bedruckte Solarmodule wurden bereits an Fassaden installiert. Allerdings schluckt die Färbung oder der Aufdruck meist einen gewissen Anteil der Solarenergie. Die Stromausbeute der Farbmodule ist etwas geringer als bei klassischen Solarmodulen mit transparentem Frontglas.
Sonnenschutz durch semitransparente Fassaden
So genannte transparente oder semitransparente Solarmodule ordnen die Solarzellen mit mehr oder weniger breiten Zwischenräumen an. Auf diese Weise wird ein Teil des Sonnenlichts nicht ausgenutzt, es geht – wie bei einer Fensterscheibe – durch das Modul hindurch. Solche Solarmodule schatten hinter ihnen liegende Räume ab. Auf diese Weise kombinieren sie intelligenten Sonnenschutz mit Stromerzeugung. Bei den Solarmodulen sind verschiedene Stufen der Transparenz möglich – zwischen null Prozent (vollflächige Belegung mit Solarzellen) bis 100 Prozent (Fensterglas). Theoretisch lässt sich nach Wunsch der Kunden jede Tranparenz fertigen. Aus Kostengründen werden die Module meist mit gestufter Transparenz angeboten, beispielsweise 25 Prozent oder 40 Prozent. Es leuchtet ein: Je höher die Transparenz, desto weniger Licht wird in elektrischen Strom umgesetzt.
Unerwünschte Blendeffekte ausschließen
Wie bei Glasfassaden sind auch bei solaren Fassaden die Blendeffekte und ihre Wirkung auf die Umwelt zu beachten. Grellweiße Blendflecken können für den Straßenverkehr oder in der Nachbarschaft störend sein. Eingefärbte Solarmodule zeigen in der Regel deutlich schwächere Blendeffekte bzw. der Blendfleck ist nicht mehr grellweiß (volles Spektrum des Sonnenlichts).
Brandschutz & Sicherheit
Für Fassaden gelten hohe Auflagen in puncto Sicherheit und Brandschutz. Diese gelten selbstredend auch für Solarfassaden. Zu beachten ist, dass die DC-Optimierer und die Mikrowechselrichter meist eine automatische Modulabschaltung im Brandfall bieten. Vorgehängte Solarfassen brauchen eine Kabelführung, die leicht zugänglich und sicher gegen Feuchtigkeit und andere Einflüsse ist. Zudem benötigen die Solarmodule auf ihrer Rückseite ausreichend Hinterlüftung, um die bei der Stromerzeugung auftretende Abwärme abzuführen.
Betrieb & Wartung
Solarfassaden sind Solargeneratoren, also unterliegen sie allen technischen Vorschriften für solche Generatoren am Niederspannungsnetz bzw. ggf. bei Anschluss an der Mittelspannung (VDE AR-N 4105 und 4110). Prinzipiell ist der Fassadengenerator an ein zuverlässiges Monitoringsystem anzuschließen, um ihn während des Betriebs jederzeit überwachen zu können. Modulgestützte Leistungselektronik wie die DC-Optimierer oder die Mikrowechselrichter sind von Vorteil, weil sie nicht nur einzele Modulstränge kontrollieren, sondern die Betriebsdaten jedes einzelnen Moduls in der Fassade sichtbar machen.
Photovoltaikanlagen brauchen einmal im Jahr eine Durchsicht und alle vier Jahre eine umfangreiche Systemprüfung. Das beugt Ausfällen vor und minimiert die Risiken für Folgeschäden, zum Beispiel Ertragsverluste. Diese Überprüfungen sind zu dokumentieren.
Wichtig ist auch, dass die Solarmodule unter Umständen ausgetauscht werden müssen.
Mit Lasertechnik prüfen
Keine Technik ist perfekt. Auf dem Flachdach ist eine Begehung der Solaranlage meistens kein Problem. An der Fassade kann es jedoch sehr aufwendig werden, einen Fehler zu finden und ein schadhaftes Modul oder einen defekten DC-Optimierer zu wechseln. Immer müsste mindestens ein Hubsteiger her. Die Fehlersuche gerät zur berühmten Suche nach der Nadel im Heuhaufen.
Mit Hilfe von Lasertechnik lassen sich die Solarmodule auch an großflächigen Solarfassaden schnell durchprüfen – vom Boden aus, ohne Hubsteiger oder Gerüst. Auf diese Weise kann man eventuelle Fehler genau orten, um die schadhaften Komponenten anschließend gezielt auszutauschen oder zu reparieren.
