BIPV Archives - AGC - Active Glass

ISSOL und AGC Glass Europe überreichten Kommissarin Simson als Vertreter einer Graswurzelbewegung aus über 200 in Europa in der BIPV engagierten Partnern (von akademischen Einrichtungen bis KMUs) einen Brief mit der Aufforderung, die BIPV in der europäischen Politik stärker und nachhaltiger zu berücksichtigen.

Ist Ihnen bewusst, dass sich mit allen Jalousien des Brüsseler Berlaymont-Gebäudes der EU-Kommission jährlich 3,09 GWh generieren ließen, wenn diese mit BIPV-Geräten ausgestattet wären? Das entspricht dem jährlichen Stromverbrauch von etwa 800 Haushalten! Bei den aktuellen Strompreisen erbrächte dies in 10 Jahren einen Ertrag von 3.223.240 €, also deutlich mehr als die ursprüngliche Investitionssumme.

Darüber hinaus gibt es inzwischen zahlreiche neue und innovative BIPV-Anwendungen, mit denen sich Solarzellen in Baustoffe integrieren und alle EU-Gebäude de facto zu einem Stromerzeuger machen lassen. Die Renovierungswelle sieht z. B. vor, bis 2030 35 Millionen Gebäude zu renovieren, damit bis zu 160.000 neue grüne Jobs im Bausektor zu schaffen sowie Treibhausgasemissionen von Gebäuden durch eine Senkung des Energieverbrauchs um 60% zu reduzieren. Um diese Ziele zu erreichen, müssen wir solartechnische Lösungen wie die BIPV konsequent nicht nur auf Dächern, sondern auch an Gebäudefassaden einsetzen.

„Um die von der EU angestrebte Energieeffizienz bei Gebäuden zu erreichen und den Anteil der Erneuerbaren zu erhöhen, brauchen wir möglichst viel Photovoltaik. Dächer sind da einfach nicht genug. Neben dem Dach müssen wir das gesamte Gebäude einbeziehen. Genau hier setzt die BIPV-Technologie für Fassaden an.“
NIELS SCHREUDER (PUBLIC AFFAIRS & COMMUNICATION BEIM FÜHRENDEN FLACHGLASANBIETER AGC GLASS EUROPE)

BIPV-Lösungen können durch ästhetisch ansprechende, nicht invasive Renovierung auch bei Bestandsgebäuden zur Anwendung kommen. Dadurch entstehen überall in Europa, aber auch vor Ort grüne Jobs, und zwar noch mehr als durch herkömmliche PV-Produkte. Die europaweit an der BIPV Mitwirkenden stehen dazu bereit und fordern die EU auf, BIPV als verfügbare Lösung anzuerkennen und in der EU-Politik sowie bei der anstehenden Überarbeitung der EU-Energierichtlinien gezielt zu berücksichtigen.

„Die BIPV hat ein enormes Potential und kann herkömmliche Baustoffe sogar bei denkmalgeschützten Gebäuden ersetzen. Außerdem lassen sich allein durch den Einsatz von BIPV-Baustoffen in neuen und renovierten Gebäuden jährlich bis zu 7 Millionen Tonnen CO2 einsparen.“
OLIVIER DEMEIJER (MANAGING DIRECTOR DES BELGISCHEN BIPV-UNTERNEHMENS ISSOL)

Während des Gesprächs betrachtete Kommissarin Simson die BIPV-Beispiele im AGC Glass Shuttle und betonte die Bedeutung der Energiewende und der Anpassungen bei den Bestandsbauten sowie die Rolle, die die BIPV hierbei spielt.

„Wir brauchen neue und innovative Lösungen wie die BIPV. Um die Ziele des European Green Deal erreichen zu können, muss die Politik auf unterschiedliche Solartechnologien setzen.“
EU-ENERGIEKOMMISSARIN SIMSON

Solarzellen in zweischaligen Fassaden schaffen zukunftssichere Gebäude
Architekturkonzept für die Photovoltaik in Einzelhandelsgebäuden

Bei diesem Konzept standen für die Architekten vor allem Einzelhandelsgebäude im Fokus, weil der European Green Deal in diesen Bereich noch nicht zu einer wirklichen Verhaltensänderung geführt hat. Die Priorität liegt hier nach wie vor auf dem Anlocken von Kunden durch offenstehende Türen und beheizte Luftschleier.

Da Solarverglasungen (oder BIPV – Building Integrated Photovoltaics bzw. gebäudeintegrierte Photovoltaik) bei Bauanwendungen für Einzelhandelsgebäude bisher relativ selten zum Einsatz kommen, beinhaltet dieses Konzept ein speziell für diesen Anwendungsfall vorgesehenes Fassadenelement. Dieses verbindet aktives Solarglas mit modernster kristallklarer Photovoltaik und einer goldenen Metallfolie – die perfekte Lösung für die Luxuswarengeschäfte von morgen.

Der Vorteil liegt hierbei nicht nur in der Stromerzeugung des Produkts, sondern auch im Schutz vor Überhitzung durch die doppelschalige Fassade. Der Einsatz des gleichen Glaselements in der gesamten Fassade oder sogar in mehreren Vorhaben senkt die Investitionskosten. Tatsächlich ist das Glas auch in großen Mengen erhältlich, um zum Beispiel einen Lagerbestand vorzuhalten.

Bei genauerer Betrachtung ist die eigentliche Fassade aus mehreren Schichten aufgebaut, deren äußere aus dem Glas besteht. In der zweiten Schicht befinden sich die von den Solarzellen gebildeten Streifen, in der dritten die leuchtend weiße Frittung, die die Sonnenenergieerzeugung konstruktiv nicht beeinträchtigen soll. Hinter dem mehrschichtigen Glasmodul bleibt die Stahlkonstruktion des Gebäudes, wenn auch undeutlich, so doch soweit sichtbar, dass sich ihr Aussehen je nach Spiel von Licht und Schatten im Tages- und Jahresverlauf ändert.

Eine der Fassade vorgesetzte weiße Glasscheibe stellt das Logo der jeweiligen Marke mit eingebetteten LEDs in beeindruckender Ästhetik im Reflex auf die 21. UN-Klimakonferenz dar und fügt sich als ausdrucksstark individuelle Glasperle nahtlos in die Anforderungen des Luxussektors ein.

BIPV in der Gebäudehülle von Einzelhandelsgebäuden

Die elektrotechnische Magie von BIPV-Glas rührt von den zwischen den beiden Scheiben Sicherheitsglas liegenden Solarzellen her – doch sollte dieses energieerzeugende Glas nicht mit herkömmlichen, dachmontierten Sonnenzellen verwechselt werden.

BIPV-Glas: vollständig anpassbare Lösungen für die Energieerzeugung

BIPV-Lösungen eignen sich für die transparenten und lichtundurchlässigen Teile der Gebäudefassade gleichermaßen. In den transparenten Bereichen sorgen die Solarmodule für Transparenz. In ihnen befinden sich sichtbare Sonnenzellen, deren Größe und Anordnung an das jeweilige Bauvorhaben angepasst werden kann. Diese Module werden zumeist auf Dächern, in Jalousien, Überdachungen, Carports und so weiter montiert. In den lichtundurchlässigen Fassadenteilen sind die Module blickdicht und verbergen die Sonnenzellen, lassen die Sonnenstrahlen jedoch hindurchgehen. Einige dieser Produkte können in allen denkbaren Designs und Farben gefertigt werden. Da sie für Brüstungen und Verkleidungen vorgesehen sind, besteht ihr großer Vorteil in der Verwendbarkeit der übrigen vertikalen Flächen für die Energieerzeugung. In großen Gebäuden machen die lichtundurchlässigen Bereiche etwa 30 % der gesamten Oberfläche aus.

Für Neubauten und Sanierungsvorhaben steht die passende BIPV-Lösung als perfekte Verbindung aus Energieeffizienz und attraktiver Gestaltung zur Verfügung, die sich nahtlos in jede Gebäudefassade integrieren lässt. Mit der SunEwat-Serie energieerzeugender Gläser ist AGC Glass Europe aktuell der einzige große Glashersteller mit einem umfassenden Angebot an transparenten und lichtundurchlässingen Gläsern mit eingebetteten Sonnenzellen.

BIPV-Glas erbringt deutliche Vorteile in Sachen Wirtschaftlichkeit und Umweltschutz

Neben der Energieerzeugung bietet Solarglas den Bewohnern auch perfekten Wärme- und Schallschutz. Die Amortisationsdauer einer BIPV-Lösung beträgt je nach geforderter Lichtdurchlässigkeit bei mittlerer Rendite zwischen 6,5 und 10 Jahre1.

Darüber hinaus weist BIPV-Glas eine Ökobilanz und Effizienzwerte entsprechend den Normen für Niedrigstenergiegebäude (NZEB) auf, trägt also zur Einhaltung von Zertifizierungsvorgaben für ökologisches Bauen wie BREEAM und LEED bei. Zudem sind BIPV-Glaslösungen inzwischen zu einem wichtigen Mittel geworden, mit dem die Baubranche die Ziele des European Green Deal erreichen kann. Dieser strebt eine CO2-Neutralität bis 2050 an, allerdings bei einem zu erreichenden Zwischenschritt: Bis 2030 muss die Branche die Treibhausgasemissionen im Vergleich zu 1990 möglichst um 55% verringern. Die Baubranche stellt dies vor besondere Herausforderungen, weil sie für 36% aller Emissionen in der EU verantwortlich ist. Das Ziel ist nur unter Nutzung immer effizienterer, kostengünstigerer und ansprechender gestalteter Fassadenlösungen mit integrierter Stromerzeugung zu erreichen.

1. Je nach Grad der Lichtdurchlässigkeit weist eine BIPV-Verglasung eine Leistung von geschätzt 0,120-0,180 kWp/m2 auf. Ausgehend von einer Südwestfassade in Brüssel mit mittlerer Rendite liegt der jährliche Ertrag bei 650 kWh/kWp. Im Laufe eines Jahres erzeugt die Fassade also zwischen 78 und 117 kWh (= 0,120 bzw. 0,180 x 650) Strom. Bei einem Strompreis von € 0,20/kWh (europäischer Durchschnittspreis im ersten Halbjahr 2021) wird die Leistung mit € 15,6 bis € 23,4/m² bewertet. Die Mehrkosten einer BIPV-Verglasung gegenüber einer Standardverglasung betragen etwa € 150/m2, sodass sich eine Amortisationsdauer von 6,5 bis 10 Jahre ergibt.

Mitbestimmend für den Einsatz von Photovoltaiklösungen (PV-Lösungen) sind zum Beispiel finanzielle Überlegungen, die Ökobilanz oder Ökozertifizierungen wie LEED oder BREEAM. Um die Investitionsrendite präzise zu ermitteln und die energetischen Festlegungen des Vorhabens einzuhalten, sollte auf jeden Fall eine sorgfältige Solarstudie durchgeführt werden.

BIPV-Solarglas an vertikalen Flächen

Im Gegensatz zu Lagerhallen mit ihren ausgedehnten Dachflächen verfügen urbane Hochhäuser über weit weniger horizontale Flächen für Solarpaneele – hier sind BIPV-Solarglaslösungen an vertikalen Flächen und besonders die Brüstungen eher geeignet. Anhand eines Modells des Gebäudes und seiner Umgebung untersucht die Solarstudie die Sonneneinstrahlung im Laufe des Jahres und berücksichtigt dabei nicht nur den negativen Einfluss von Beschattungen durch äußere Elemente (andere Hochhäuser, Objekte, Bäume usw.), sondern auch die positive Wirkung von Reflexionen (z. B. anderer verglaster Flächen). Die Studie gibt für die einzelnen Fassaden und das Dach jeweils die installierbare Leistung in kWp und die erwartete Stromleistung in kWh an. Neben den Installationskosten ist das kWh/kWp-Verhältnis ein wichtiger Faktor der wirtschaftlichen Entscheidungsfindung. Während AGC Glass Europe Sie gerne bei der anfänglichen Definition der Solarstudie unterstützt, übernehmen die spezialisierten Technikpartner wie Sunsoak Designdie Detailuntersuchung zur Erstellung einer umfassenden Solarbilanz.

Photovoltaik im Sichtglas des Gebäudes

In Brüstungen kommen lichtundurchlässige PV-Glasmodule mit verdeckten Solarzellen zum Einsatz. Der Nutzen transparenter Module mit sichtbaren PV-Zellen erschließt sich dagegen nicht unmittelbar. Sie sind jedoch für die Sichtglasbereiche des Gebäudes wie Fenster, Oberlichter, Sonnendächer oder Carports geeignet. Modulgröße und Anordnung der Solarzellen sind dabei veränderbar.

Da Fenster viel Licht hereinlassen und eine Verbindung zwischen Gebäudenutzern und Außenwelt schaffen sollen, kann Solarglas statt herkömmlichem Fensterglas leicht als unbehaglich empfunden werden. Eine Erhöhung der Lichtdurchlässigkeit eines Fensters durch Verringerung der Anzahl der PV-Zellen im Solarmodul führt dagegen schnell zum Verlust der Kosteneffizienz. Hierbei das richtige Maß an Komfort und Wirtschaftlichkeit zu erreichen, ist eine heikle und schwierige Aufgabe. In anderen Gebäudeteilen (wie dem Lichthof) erzeugt zu viel Tageslicht dagegen übermäßig viel Wärme. Hier kann BIPV-Solarglas die Lichtdurchlässigkeit und die Klimatisierungskosten verringern und daneben Energie erzeugen.

Ob in Brüstungen oder im Sichtglas – BIPV-Solarglas bietet immer enorme wirtschaftliche und ökologische Vorteile.

1. Glas mit eingebauten PV-Zellen für die gebäudeintegrierte Photovoltaik.

Energiesparendes Glas und BIPV-Solarglas in derselben Fassade

Die als Sichtglas einer Fassade von AGC Glass Europe entwickelte Stopray Vision-Serie umfasst verschiedene farbneutrale Sonnenschutzgläser. Mit einem ausgezeichneten Selektivitätswert² von ca. 2 bieten die Gläser einen sehr guten Schutz vor Überhitzung (niedriger Solarfaktor³) bei zugleich hoher Lichtdurchlässigkeit. Ihr besonders niedriger Ug-Wert verhindert zudem Wärmeverluste. Im Sommer und Winter ermöglicht Stopray Vision damit gleichermäaßen erhebliche Energieeinsparungen.

Um die Energieeffizienz eines Gebäudes noch weiter zu erhöhen, ist für die Brüstungen ein BIPV-Solarglas zu empfehlen. Als Teil der SunEwat-Serie von AGC verfügt Stopray Active über Solarzellen (PV-Zellen) hinter einer Stopray Vision-Beschichtung und lässt sich nahtlos mit den Sichtglaselementen (Fenstern) der Fassade zu einem ästhetisch anspruchsvollen Ganzen verbinden, das außerdem noch Strom produziert. Eine rundum integrierte Fassade dieser Art trägt zur Erfüllung der Normen für Niedrigstenergiegebäude bei und sorgt für zusätzliche Punkte bei Ökozertifizierungen nach BREEAM oder LEED. Zudem liegt die Amortisationsdauer einer BIPV-Lösung bei unter 10 Jahren, wie der Artikel BIPV Glass and Carbon Neutrality (BIPV-Glas und CO2-Neutralität) aufzeigt. Erweist sich die BIPV-Lösung wegen einer unvorteilhaft ausgerichteten Fassade als nicht besonders kostengünstig, lässt sich ein gleichmäßiges Aussehen des gesamten Gebäudes gewährleisten, indem überall das gleiche Glas nur ohne integrierte PV-Zellen eingesetzt wird.

Vorhangfassaden: elektrische Komponenten

Im Falle von Vorhangfassaden ist der Platz zu bedenken, den die elektrischen BIPV-Komponenten in einer Doppel- oder Dreifachverglasung benötigen. Im Gegensatz zu normalen PV-Paneelen dürfen sich das Gehäuse für die elektrischen Komponenten sowie die Stecker und Kabel nicht hinter der Isolierverglasung befinden, da sich das Isoliergas im Inneren der Verglasung ansonsten verflüchtigen könnte. Stattdessen werden die kleinen elektrischen Komponenten daher idealerweise am oberen Rand der Verglasung angebracht. Das sollten Sie bei der Gestaltung der Fassade berücksichtigen, damit sich die elektrischen Komponenten nahtlos in die Vorhangfassade integrieren lassen.

Glas mit eingebauten PV-Zellen für die gebäudeintegrierte Photovoltaik.
Verhältnis von Lichtdurchlässigkeit und Solarfaktor.
Prozentualer Anteil der vom Glas durchgelassenen Sonnenenergie. Ein geringerer Solarfaktor bedeutet einen besseren Schutz gegen Wärme.