Damit Gebäude auch unauffällig Solarstrom produzieren können – zum Beispiel denkmalgeschützte Bauten – braucht es in Gebäudehüllen integrierbare Photovoltaik-Module in angepassten Farben. Im Rahmen des Forschungsprojekts »PVHide« installierte das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE gemeinsam mit dem Modulhersteller AxSun Solar GmbH, der INTERPANE Entwicklungs- und Beratungsgesellschaft mbH sowie der Stadt Eppingen eine ziegelrote PV-Anlage direkt in das Dach einer Turnhalle.
Die Pilotinstallation besteht aus 224 PV-Modulen mit MorphoColor®-Farbschicht, die auf beiden, nach Osten und Westen ausgerichteten, Dachflächen installiert wurden. Die PV-Anlage mit einer Gesamtleistung von 66 Kilowatt Peak produziert mindestens 90% des Stroms, den eine klassische PV-Dachanlage mit unbeschichteten Gläsern erzeugen würde.
»Mit der grünen PV-Anlage, die wir letztes Jahr in die Fassade unseres Zentrums für höchsteffiziente Solarzellen integriert haben, wollten wir architektonische Akzente setzen. Das Turnhallendach in Eppingen zeigt nun den anderen Anwendungsfall, möglichst dezent in der Gebäudehülle zu verschwinden«, sagt Dr. Harry Wirth, Bereichsleiter für Photovoltaische Module und Kraftwerke am Fraunhofer ISE. »Das ist ein wichtiger Meilenstein, der beweist: Bauwerkintegrierte PV funktioniert.«
Ziel des Forschungsprojekts »PVHide« war es, skalierbare Konzepte für kostengünstige unsichtbare bauwerkintegrierte PV zu entwickeln. Dafür entwickelte das Fraunhofer ISE die nächste Generation ihrer patentierten photonischen MorphoColor®-Struktur zur farbigen Gestaltung des Deckglases von PV-Modulen oder auch solarthermischen Kollektoren. INTERPANE setzte die MorphoColor®-Beschichtung der Modulgläser auf industriellen Anlagen um. Damit baute AxSun dann farbige PV-Module, die sich zur Integration in Dächer eignen.
Mit der Installation der PV-Anlage in ein historisches Gebäude wurden die Entwicklungen nun in die Praxis überführt. »Die Fertigstellung der Pilotanlage ist ein wichtiger Schritt vorwärts für die großflächige Umsetzung von MorphoColor®. Seit der Herstellung der farbigen Glasscheiben konnten wir unser Verständnis der Optik und die Winkelstabilität der Farben noch deutlich verbessern«, sagt Dr. Thomas Kroyer, Projektleiter am Fraunhofer ISE. »Die nächsten PV-Module, die jetzt mit MorphoColor® beschichtet werden, zeigen immer ihre intensive Farbe, egal von wo die Sonne auf sie scheint.«
»Wir sind froh den Denkmalbesitzern in unserer historischen Altstadt nun vor Ort ein Best-Practice-Beispiel nach dem neuesten, machbaren und auch bezahlbaren Stand zeigen zu können. Für uns ein wichtiger Schritt in Richtung ästhetischer Integration von PV-Anlagen in den altehrwürdigen Bestand unserer Fachwerkstadt«, so Frey, Architekt und Abteilungsleiter Hochbau der Stadt Eppingen.
»Wir sind begeistert, dass wir durch die Beschichtung der Solargläser mit MorphoColor® in der Farbe Rot ein Produkt für Ziegeldächer und für den Denkmalschutzbereich mit aufnehmen konnten. Diese PV-Module bieten wir sowohl für den Aufdach- als auch Indachbereich an«, sagt Jennifer Hafner aus dem Vertrieb der AxSun Solar GmbH & Co. KG. Ihr Kollege Stefan Schmidt ergänzt: »Somit haben unsere Kunden und Partner die Möglichkeit, ihre Gebäude mit PV-Modulen zu versehen, die ansprechende Optik und Klimaschutz mit starker Leistung kombinieren. Auch besonders energieintensive denkmalgeschützte Altbauten können mit leistungsstarken und farblich passenden PV-Anlagen ausgestattet werden.«
Dr. Hansjörg Weis, Entwicklungsleiter bei der zur AGC Gruppe gehörenden INTERPANE Entwicklungs- und Beratungsgesellschaft sagt: »Wir sind fasziniert, welch ästhetisch ansprechende Lösungen bei fast gleichbleibend hohem Wirkungsgrad möglich sind. Damit erhoffen wir uns noch breitere Anwendungsfelder für die PV. Wir konnten unsere Beschichtungstechnologie bei AGC INTERPANE weiterentwickeln, um diese anspruchsvollen Farbschichten im Prototypenmaßstab zu realisieren. Jetzt steht die Aufskalierung in die Produktion an.«
Gefördert wurde das Vorhaben vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz BMWK. In den kommenden Monaten wird das Fraunhofer ISE die dachintegrierte PV-Anlage in Eppingen monitoren. Anhand der gemessenen Einstrahlungswerte berechnet das Forschungsinstitut den zu erwartenden Ertrag und vergleicht ihn mit den real ermittelten Erträgen der PV-Anlage, die ebenfalls erfasst werden.
