Wie Leipziger Wissenschaftler mehr Strom aus Solarfassaden holen

© Fraunhofer CSPLeipzig – Mit einem ganz speziellen Ansatz wollen Architekten der Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur Leipzig (HTWK Leipzig) die Effizienz von Photovoltaik-Gebäudefassaden steigern. Dabei verlieren die Architekten natürlich auch die Ästhetik nicht aus dem Blick.

Die von den Wissenschaftlern der HTWK Leipzig entwickelte Solar-Fassade heißt „Solar.shell“ und soll aufgrund des außergewöhnlichen Designs bis zu 50 Prozent mehr Solarstrom als herkömmlich angebrachte Solarmodule erzeugen. Zudem sehe die Fassade dabei auch noch gut aus, teilt die Hochschule mit.

Gefaltete Solarfassade steigert Stromertrag und sieht gut aus
Der Trick dieser innovativen Solarenergie-Anwendungsart bestehe darin, die Solarmodule in einer dreidimensional gefalteten Fassade so auszurichten, dass sie am jeweiligen Gebäude im Jahresverlauf möglichst viel Sonneneinstrahlung ausgesetzt sind. Neben den Dachflächen eines Gebäudes kann die Fassade weiteren Platz für Solarmodule bieten. Doch sowohl aus ästhetischen Gründen als auch aufgrund des geringen Sonnenertrags auf senkrechten Flächen wird diese Lösung eher selten umgesetzt. HTWK-Professor Frank Hülsmeier und sein Team vom Architektur-Institut Leipzig (ai:L) haben deshalb gemeinsam mit Partnern die neue Solarfassade entwickelt.

Steigerung des Solarstrom-Ertrags um bis zu 50 Prozent
Hülsmeier erläutert das Vorgehen so: „Zuerst haben wir nach ästhetischen Gesichtspunkten eine dreidimensional gefaltete Fassade entworfen und diese am Computer modelliert. Im nächsten Schritt wurde der Entwurf technisch optimiert. Dazu haben wir den Sonnenverlauf im Tages- und Jahreszyklus sowie die Höhe der umgebenden Gebäude an einem spezifischen Standort – in diesem Fall eine Straße in Berlin – in das Entwurfsmodell einbezogen und den Winkel der Solarmodule optimiert.“ So sei schließlich gelungen, mit der gleichen Fläche an Solarmodulen bis zu 50 Prozent mehr Energie zu gewinnen als bei vertikal installierten Solarmodulen, stellt der Architektur-Professor aus Leipzig fest. Für jeden beliebigen Standort lasse sich so die optimale Süd-, West- oder Ost-Fassade entwerfen.

Stromerzeugendes Modell der "gefalteten" Solarfassade zu bewundern
Eine maßstäblich verkleinerte Version dieser neuartigen, dreidimensional gefalteten Solar.shell-Fassade soll ab Ende November bis zum 20. Dezember 2017 in der HTWK Leipzig öffentlich ausgestellt werden. Gezeigt wird ein im Maßstab 1:2 verkleinerter Ausschnitt der Solar.shell-Fassade. In diesem 2 x 3 Meter großen Demonstrator aus Aluminium-Verbundplatten sind insgesamt neun Solarmodule eingelassen. Diese erzeugen sogar direkt aus dem vor Ort einfallenden Sonnen- und Kunstlicht Strom, der auch über einen integrierten USB-Anschluss genutzt werden kann.
Die Entwicklung der Solar.shell-Fassade wurde durch das Bundesprogramm „Zukunft Bau“ gefördert. Unterstützung bei der Umsetzung des Demonstrators kam vom Fraunhofer-Center für Silizium-Photovoltaik CSP sowie den Leipziger Unternehmen Bobo GmbH und SGB Steuerungstechnik GmbH.