Solarenergie auf Gebäudeoberflächen gewinnen
Die Fortschritte in der Solartechnologie verhelfen Europa zwar zur Umstellung auf nachhaltigere Formen der Energieerzeugung, doch wird das Potenzial dieser Ressource noch nicht voll ausgeschöpft. „Allein in der EU sind rund 60 Milliarden Quadratmeter ungenutzte Fassadenflächen und eine ebenso große Menge an Dachflächen vorhanden, auf denen Sonnenenergie erzeugt werden könnte“, sagt Nicole Meulendijks, Leiterin des Projekts Envision von TNO in den Niederlanden. Zudem muss der Energiebedarf von Gebäuden in Zukunft durch lokal erzeugte nachhaltige Energie gedeckt werden, um die CO2-Emissionen weiter zu mindern.
Vollständig integrierte Solarstromerzeugung
Das EU-finanzierte Projekt Envision erforschte Lösungen, um diesen Herausforderungen auf energieeffiziente und ästhetisch ansprechende Weise zu begegnen. Zu diesem Zweck wurde im Projekt ein Gebäudesanierungskonzept erarbeitet, das die Solarstromerzeugung vollständig in alle Gebäudeflächen integriert. Es wurden verschiedene Lösungen zur Gewinnung von Solarenergie und Wärme aus der gesamten Gebäudeoberfläche – also den Wänden, Dächern und sogar Fenstern – entwickelt. Diese Idee stellt einen Bruch mit der vorherrschenden Auffassung dar, dass Solarmodule separat installiert werden müssen. „Zunächst haben wir uns auf unsichtbare Fassadenelemente konzentriert, die die Sonnenwärme absorbieren können“, fügt Meulendijks hinzu. „Wir haben daraufhin ein flexibles, modulares Fassadenkonzept mit einem Klickmontagesystem ausgearbeitet. Photovoltaiklösungen zur Positionierung im Glas wurden ebenfalls erprobt und validiert.“ Die bestehenden Zentralheizungsanlagen wurden durch effiziente und nachhaltige Wärmepumpen ersetzt, die mit Strom aus Solarmodulen betrieben werden. Dieses integrierte System wurde in mehreren Wohn- und Bürogebäuden in vollem Umfang demonstriert.
Geringere Umweltbelastung
Die Ergebnisse dieser Demonstrationen unterstreichen die potenziellen wirtschaftlichen und ökologischen Vorteile einer vollständigen Nutzung der Solarenergie zugunsten der bebauten Umwelt. Das Projektteam schätzt, dass sich die Technologie innerhalb von höchstens sieben Jahren amortisieren könnte. „Wir haben einige Häuser in Eindhoven und Helmond in den Niederlanden saniert“, so Meulendijks. „Diese Gebäude wurden mit einer Dachisolierung, Solarmodulen, einer Wärmepumpe und einer Wärmerückgewinnungsfassade ausgestattet, die in der Lage ist, einen großen Teil der Wärme aus der Sonneneinstrahlung aufzunehmen. Die gewonnene Energie wurde zum Heizen von Häusern und zur Warmwasserbereitung verwendet.“ Die Demonstration von Fenstern zur Energieerzeugung in großem Maßstab fand in Bürogebäuden in Bischofshofen (Österreich) und Enschede (Niederlande) statt. Auf dem Campus der Universität Genua in Italien wurden Systeme zur intelligenten Verteilung von erzeugter Solarenergie und Wärme sowohl auf Gebäude- als auch auf Netzebene entwickelt und getestet, um bestehende Netze und Heizungssysteme einzubeziehen. Der verringerte Primärenergieverbrauch, der höhere Anteil erneuerbarer Energien und eine bessere Energieeffizienz werden erheblich zur geringeren Umweltbelastung durch Gebäude beitragen.
Konzept für die vollständige Fassadenrenovierung
„Wir konnten ein vollständiges Sanierungskonzept veranschaulichen, das erstmals die Energie aller Gebäudeoberflächen nutzt“, sagt Meulendijks. „Diese Lösungen nutzen ein Maximum an Solarenergie aus, während gleichzeitig die ästhetischen und funktionalen Eigenschaften der Fassade erhalten bleiben.“ Die Fassade zur Wärmerückgewinnung des Projekts wurde inzwischen durch das Gemeinschaftsunternehmen Calosol auf den Markt gebracht (Website auf Deutsch). Das von einem anderen Projektpartner entwickelte Photovoltaikglas wird in Kürze auf den Markt kommen. Das Envision-Projektteam ist nun bestrebt, seine Technologie gemeinsam mit Partnern bei künftigen Renovierungs- und Neubauprojekten einzusetzen. „Es besteht ebenso die Möglichkeit, unsere wärmespeichernden Fassadenelemente und Fenster an ein bestehendes Stadt- oder Fernwärmenetz anzuschließen“, bemerkt Meulendijks. „Zukünftig werden wir diesen Aspekt weiter erforschen.“
Schlüsselbegriffe
Envision, Solar, Sonne, erneuerbar, Energie, CO2, Photovoltaik, Heizung
