BIPV: Definition, Vorteile und Funktionsweise

Solarenergie ist eine saubere, erneuerbare Energiequelle, die genutzt werden kann, um den Energiebedarf unserer Welt zu decken. Eine der vielversprechendsten Technologien in diesem Bereich ist BIPV (gebäudeintegrierte Photovoltaik). In diesem Artikel befassen wir uns mit BIPV, ihren Vorteilen, ihrer Funktionsweise und ihrer Zukunft als integrierte Solarenergiequelle.

Was ist BIPV?

BIPV ist eine Technologie, bei der photovoltaische Solarmodule in Gebäudestrukturen wie Fassaden, Dachelemente, Fenster und Geländer integriert werden. Im Gegensatz zu herkömmlichen Solarmodulen, die oft auf Dächern installiert werden, sind BIPV-Solarmodule so konzipiert, dass sie ein integraler Bestandteil des Gebäudes sind. Das bedeutet, dass BIPV-Solarmodule für die Bereitstellung von Solarenergie verwendet werden können, ohne die Ästhetik des Gebäudes zu beeinträchtigen. Manchmal können sie sogar ein zusätzliches ästhetisches Element sein, das bestimmte Teile des Gebäudes aufwertet. BIPV-Elemente sind so konzipiert, dass sie wasserdicht und witterungsbeständig sind, und bestehen häufig aus transparenten Materialien, die das Licht durchlassen.

Wie BIPV funktioniert

BIPV-Solarmodule funktionieren auf die gleiche Weise wie herkömmliche Solarmodule. Wenn die Sonnenstrahlen auf die photovoltaischen Zellen der Solarmodule treffen, erzeugen sie Strom. Dieser Strom kann dann für die Stromversorgung der elektrischen Geräte des Gebäudes verwendet oder in das Stromnetz eingespeist werden.

Die Vorteile von BIPV

BIPVs bieten viele Vorteile gegenüber herkömmlichen Photovoltaikmodulen. Erstens bietet ihre Integration in die Gebäudestruktur eine ansprechendere Ästhetik. Die Paneele können so gestaltet werden, dass sie zur bestehenden Architektur passen, was sie zu einer idealen Option für historische oder denkmalgeschützte Gebäude macht. Außerdem lassen BIPV-Module durch die Verwendung transparenter Materialien natürliches Licht herein, was die Beleuchtungskosten senken kann.

BIPV-Module können auch dazu beitragen, den Energieverbrauch eines Gebäudes zu senken, indem sie Sonnenenergie erzeugen. Dadurch können die Stromkosten gesenkt und die Gebäude energieautarker werden. BIPVs gelten auch als nachhaltigere Alternative zu herkömmlichen Photovoltaikmodulen, da ihre Integration in die Gebäudestruktur den Bedarf an zusätzlichen Materialien reduziert.

Die Zukunft der BIPV

Die Zukunft der BIPV ist vielversprechend, denn sie entspricht dem aktuellen Trend der Energiewende hin zu sauberen und erneuerbaren Energiequellen. Darüber hinaus steigt die Nachfrage nach nachhaltigeren und energieeffizienteren Gebäuden stetig an.

Mit den technologischen Fortschritten bei effizienteren und preiswerteren Solarzellen sinken die Kosten für die Erzeugung von Solarenergie weiter, wodurch BIPV zunehmend wettbewerbsfähig mit konventionellen Energiequellen wird.

Zudem gibt es in vielen Ländern politische Maßnahmen und Anreize zur Förderung der Nutzung von Solarenergie, was die Einführung von BIPV weiter begünstigt.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Zukunft von BIPV aufgrund der wachsenden Nachfrage nach nachhaltigen und energieeffizienten Gebäuden, Fortschritten in der Solarzellentechnologie und einer Regierungspolitik, die die Nutzung von Solarenergie fördert, vielversprechend ist

BIPV ASCA Lösungen

Neuerfindung der Solararchitektur

Angesichts der heutigen Herausforderungen im Energiebereich wird die Verringerung des CO2-Fußabdrucks von Gebäuden zu einer Notwendigkeit. Was wäre, wenn eine der Lösungen in der Gebäudehülle selbst zu finden wäre?

Gebäudeintegrierte Photovoltaiksysteme (BIPV) bieten ein enormes Potenzial für Architekten, Planer und Designer. Photovoltaik-Module werden als aktive Elemente in die Gebäudehülle integriert, ein Konzept, das umweltfreundliche Energiegewinnung mit architektonischen Funktionen wie Witterungsschutz, Wärmedämmung, Licht- oder Lärmschutz verbindet. Dank ihrer Multifunktionalität sind BIPV-Elemente ökologisch und wirtschaftlich effizienter als herkömmliche Bauelemente. Die organischen Photovoltaik-Lösungen (OPV) von ASCA können die Nachhaltigkeit von BIPV weiter erhöhen: Die Lösungen von ASCA verwenden keine seltenen oder giftigen Materialien und basieren auf 100% wiederverwertbaren organischen Materialien. Darüber hinaus minimiert der Rolle-zu-Rolle-Beschichtungsprozess von ASCA die für die Herstellung benötigten Rohstoffe und Energie. Infolgedessen haben die Folien von ASCA die kürzeste Energierücklaufzeit auf dem Photovoltaikmarkt.

Kundenspezifisches Design

Um innovative Lösungen zu produzieren, druckt ASCA organische Materialien auf flexible PET-Folien mit einer jährlichen Produktionskapazität von 1 Million Quadratmetern. Eine Lasermaschine strukturiert die Folien nach dem Auftragen einer vollflächigen Beschichtung, um maßgeschneiderte Module herzustellen: Transparenz, Form, Muster, Farbe, je nach Kundenwunsch. ASCA hat zum Beispiel bereits Rauten und Dreiecke für eine Medienfassade, Sechsecke für Sonnenbäume und grüne Streifen für Glasbalustraden hergestellt. Die Abmessungen können von einem kleinen Projekt von 1, 2 oder 3 Quadratmetern bis zu 2.500 Quadratmetern variieren. Aufgrund des Druckverfahrens ist die Skalierbarkeit unbegrenzt und ASCA ist nicht auf eine bestimmte Menge oder Größe beschränkt. Neben dem Design und der Produktion kümmert sich ASCA auch um die Integration des architektonischen und technischen Designs der gedruckten Solarzellen und bietet seinen Kunden einen umfassenden Support.

Energie auf jeder Oberfläche

Die extrem lichtempfindlichen Module erzeugen Energie aus Licht, das aus allen Richtungen und auch bei schlechten Lichtverhältnissen einfällt, und ermöglichen so die Nutzung von Solarenergie an Fassaden, Geländern, Oberlichtern und Beschattungsanlagen, unabhängig von deren Form und Material. Die Module können auch auf Carports, Balkonböden, Wintergärten, Dachterrassen, Lärmschutzelementen, Buswartehallen, Geländern und Medienfassaden eingesetzt werden. "Unsere Lösungen lassen sich ästhetisch in alle neuen architektonischen Strukturen und Entwürfe integrieren und werden zu einem Teil der Struktur selbst. Mit unseren Produkten wird die Architektur nicht mehr von der Technik diktiert, und die Solarmodule können Teil der Gebäudehülle werden", sagt Hermann Issa, ASCAs Senior Vice President of Business Development and Project Management

Erfolgreiche Integration

ASCA-Folien für die BIPV-Industrie können in viele Materialien integriert werden, darunter Glas oder Polycarbonat. "Unsere Polycarbonatlösungen werden in einem Kaltverformungsprozess gebogen, können leicht auf gekrümmten Oberflächen installiert werden und erlauben Nachbearbeitungen wie Fräsen und Bohren", erklärt Issa. "Sie sind die richtige Wahl, wenn Bruchfestigkeit und geringes Gewicht sehr wichtig sind, zum Beispiel bei Überkopfanwendungen wie Buswartehallen", fügt er hinzu. Glasmodule hingegen sind stabiler, statisch belastbar und feuerbeständig. "Allerdings muss das Glas vor dem Laminieren zugeschnitten werden und wird mit der Zelle laminiert", sagt Issa.

Bäume und Schirme

In der deutschen Stadt Lochgau hat ASCA zum Beispiel einen Solarbaum entworfen und realisiert, der Strom für eine Ladestation für Elektrofahrräder erzeugt. Die Module dieser sechs Meter hohen Anlage bestehen aus grünen organischen Solarfolien, die mit Polycarbonat laminiert sind (siehe Seite 36). Im Rahmen der Landesgartenschau Thüringen, Deutschland, wurde ein System aus 20 Solarschirmen installiert. Die Module wurden in schirmförmige Polycarbonatpaneele integriert und an der äußeren Tragkonstruktion des "Klimapavillons" montiert. Die halbtransparenten Solarschirme spenden Schatten und Strom. Der lichtdurchlässige, halbkugelförmige Pavillon wurde zunächst als Ausstellungsfläche für die Bundesgartenschau genutzt und wird nun für weitere Veranstaltungen in Thüringen eingesetzt. Da die Solarschirme an verschiedenen Standorten eingesetzt werden sollen, wurde der Pavillon so konzipiert, dass er leicht ab- und wieder aufgebaut werden kann, mit leichten OPV-Lösungen, die sich einfach montieren lassen.

Verwaltungs- und Geschäftsgebäude

Bei einem Projekt in Gronau (Deutschland) hat ASCA zum Beispiel organische Folien in die Fassadenverglasung des neuen Verwaltungsgebäudes der Stadtwerke integriert (siehe Seite 18). Das erste Projekt von ASCA im gewerblichen Wohnungsbau wurde 2021 realisiert. In Stuttgart-Möhringen, Deutschland, wurden in Eigentumswohnungen Glasbalustraden mit integrierten Solarfolien in Betrieb genommen. Während die Brüstungen von innen transparent sind, sind sie von außen lichtdurchlässig und gewährleisten so die Privatsphäre der Mitarbeiter. "Mit den Glasbalustraden schließt ASCA eine Lücke im Fassadenbau. Erstmals kann Sicherheitsglas für Hochhäuser auch Energie erzeugen", freut sich Martin Sulzer, Leiter des technischen Vertriebs der BGT Bischoff Glastechnik GmbH. Er fügt hinzu: "ASCA-Module sind ideal für Hochhäuser geeignet, weil sie attraktiv sind und dank ihrer technischen Eigenschaften auch bei Teilverschattung kein Totalverlust an Energie entsteht. Der Flachglasverarbeiter BGT Bischoff Glastechnik GmbH mit Sitz in Bretten bei Karlsruhe ist der Hauptpartner von ASCA für die Integration von Glas und Polycarbonat. Das führende europäische Unternehmen bietet Architekten, Planern und der weltweiten Bauindustrie transparente und energieerzeugende Module mit ASCA-Lösungen an. Neben der Herstellung der OPV-Komponenten unterstützt ASCA seine Kunden auch bei der Dimensionierung und Auslegung der Energie sowie bei der Systemintegration, von der Kabelführung und Anschlusstechnik bis zum Wechselrichter.