Photovoltaik-Trends auf der BAU München 2023

Bei Photovoltaisch-Thermischen Solarkollektoren, auch als PVT- oder Solar-Hybridkollektoren bezeichnet, werden Solarthermie und Photovoltaik zusammengeführt. Während klassische Solarthermie-Anlagen angelegt sind, um möglichst warmes Wasser für den Brauchwasserverbrauch oder Heizungsunterstützung zu erzielen, steht bei PVT-Anlagen die Kühlung der Photovoltaik-Anlage zur Steigerung der elektrischen Effizienz sowie die Nutzung der so entstehenden Wärme in einer Wärmepumpe im Vordergrund.

Einen Einblick in mögliche zukünftige Lösungen wurde mit dem Forschungsprojekt SEKB-Adlerareal - Solare Energien für klimaneutrale Bestandsquartiere – ein ganzheitlicher Systemansatz am Beispiel des historischen Adlerareals in Eutingen präsentiert. Neu entwickelte solar-hybride PVT-Dachsteine aus Hochleistungsfeinkornbeton sollen neben der Wärme- und Stromgewinnung auch ästhetisch ansprechende Lösungen für die Gestaltung der Dächer unter denkmalpflegerischen Ansprüchen liefern. Mit einem neuartigen Druckluftspeicher soll darüber hinaus ein Energiespeicher die Versorgung des Areals auch in Zeiten mit geringem solarem Ertrag sicherstellen.

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Solar-Hybridkollektoren (PVT)

Geneigte Dachflächen sind als Standorte für PV-Anlagen grundsätzlich günstig. Gestalterische Vorteile bieten dabei Indach-Systeme, die in Verbindung mit klassischen Eindeckmaterialien wie Dachziegel, Dachsteinen oder Metallen kombiniert werden oder als Ganzdach-Lösungen eine komplette Dachdeckung ermöglichen. Neben den ästhetischen Aspekten ergeben sich bautechnische Vorteile: Die Verkabelungen liegen unter den Modulen geschützt und es entstehen keine Zusatzkräfte wie bei aufgeständerten Solaranlagen.

Andere Lösungen bieten neuartige PV-Biberschwanz- und Flachziegel, die zusammen mit den klassischen Dachziegel-Varianten eingedeckt werden können. Eine Möglichkeit sind Ziegel aus Glas, die in der ALD-Technologie (Atomic Layer Deposition – deutsch: Atomlagenabscheidung) äußerst dünn beschichtet werden.

Die Produkte sollen äußerst langlebig sein und liefern für kleinteiliges Bedachungsmaterial einen relativ hohen solaren Ertrag, der je nach Modell und Farbe mit 80-120 Wp je Quadratmeter Dachfläche angegeben wird. Größere Elemente, die z. B. sechs Flachziegel ersetzen, sollen eine Leistung von 160 Wp/m² erbringen.

Weiterführende Informationen:

• ML System: Photovoltaic Panels Tiles (PDF / 5,94 MB)

Andere Lösungen für Solarziegel teilen die gängigsten Dachpfannen in Ziegeltypen ein, um so die passenden PV-Dachziegel zu finden. So können Solarpaneele ohne weitere Anpassungen einen oder mehrere Ziegel auch in einem bestehenden Ziegeldach ersetzen. Module in der Farbvariante terracotta ergeben auch in einem klassisch roten Ziegeldach ästhetische Lösungen.

Abgestimmt auf andere Dachdeckungsarten wie diverse Schindeldacheindeckungen mit z.B. Aluverbund, Faserzement, oder Glaselementen ermöglichen weitere formschöne Lösungen für dachintegrierte Anlagen.

Weiterführende Informationen:

• Nelskamp GmbH: Solarziegel Planum PV

• Megasol Energie AG: MATCH Tile

In Verbindung mit Metalldachplatten werden spezielle PV-Elemente mit Aluminium-Solardachplatten in die Dachdeckung elegant integriert. Abgestimmt auf die verschiedenen Größen der Dachplatten oder Dachpaneele können die Module als Dachdeckung kombiniert werden.

Weiterführende Informationen:

• PREFA GmbH: PREFA Solar – Das Dach der Zukunft

Interessante, gestalterische Möglichkeiten ergeben sich durch die Möglich der individuellen Bedruckung der PV-Elemente für Dach und Fassade. Der Druck ist so angelegt, dass eine optimale Balance aus Farbsättigung und Leistung erreicht wird, die keine größeren Abstriche beim Stromertrag verursachen sollen. So lassen sich Farben, Muster und Logos aufdrucken, die eine große Vielfalt der Gestaltungsmöglichkeiten für Dach und Fassade erlauben.

Weiterführende Informationen:

• Detail: Individuell bedruckbares Frontglas für Solarmodule

Ein weiterer Ansatz für Photovoltaik auf dem Dach wird mit Ganzdachlösungen beschrieben. Ganzdachlösungen ersetzen die traditionelle Dachdeckung komplett mit einer PV-Anlage. Anpassungsmodulen erhöhen die Flexibilität und Anpassungsmöglichkeiten an jede Dachkonstruktion und -form. Die großflächigen, rahmenlosen Module können sowohl für Neubau wie auch für Dachsanierungen eingesetzt werden. Die Module müssen dabei ihre Eignung als Dachdeckung bauaufsichtlich nachweisen und sind als harte Bedachung entsprechend den Landesbauordnungen zugelassen. Neben der Modulfarbe Mattschwarz können auch rote Farbtöne geliefert werden.

Weiterführende Informationen:

• Ennogie Deutschland GmbH: Das Ennogie Solardach

Mit Flächenheizungen wie Fußbodenheizungen können Wärmepumpen effizient bei niedrigen Vorlauftemperaturen betrieben werden. Für den Gebäudebestand können Niedertemperatur- und Tieftemperatur-Heizkörper Lösungen ohne großen Veränderungsaufwand bringen. Dabei werden „Wärmepumpen-Heizkörper“ installiert, die mit Hochleistungs-Axiallüftern ausgestattet sind und auch im Gebäudebestand bei niedrigen Vorlauftempersturen eine effektive Wärmeübergabe an den Raum ermöglichen.

Weiterführende Informationen:

• JAGA Deutschland GmbH: Wärmepumpenheizkörper

Auf Basis einer exakten Gebäudeplanung können als Komplettlösung unterschiedliche Haustechnik-Systeme mit Heizung, Strom, Wasser, Abwasser oder Gas variabel angepasst werden und den Baufortschritt beschleunigen. So ist auch eine BIM-gerechte Planung und Ausführung möglich.

Weiterführende Informationen:

• modulhouse GmbH: Fabrik für Haustechnik

Die im Bundesverband Wärmepumpe angeschlossenen Unternehmen haben mit dem Label „SG-Ready“ (= Smart-Grid-Ready) ihre Wärmepumpen bereit für ein intelligentes Stromnetz gemacht. So können gekennzeichnete Wärmepumpen mit intelligenten Stromnetzen interagieren. Die Anlagen unterstützen damit den schnellen Ausbau der erneuerbaren Energien sowie die Sektorenkopplung durch Synergien zwischen Strom- und Wärmesektor. Das SG-Ready-Label zeigt an, dass das Lastmanagement einer Wärmepumpe über eine definierte Schnittstelle zur Netzdienlichkeit angesprochen werden kann. Über diese Schnittstelle kann der Netzbetreiber das Gerät ansteuern; auch die Steuerung eines möglichst hohen Eigenverbrauchs in Kombination mit einer Photovoltaikanlage ist möglich.

Weiterführende Informationen:

• BWP: SG Ready-Label