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Ästhetische Solaranlagen

Integrieren sich Solarmodule wirklich ins Bild der Gebäude oder werden Fassaden damit unansehnlich? Mit diesem Thema und mit der Entwicklung von Design-Solarfassaden befasst sich das Forschungsprojekt „Solar.shell“, in dem Architekten und Wissenschaftler der Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur Leipzig (HTWK Leipzig) unterschiedliche Arten von Solarmodulen untersuchen. Sie wollen das Design, die Integration und natürlich einen hohen Ertrag unter einen Hut bekommen.

Warum ist das Thema so wichtig? Zum einen soll in Deutschland ab 2020 der Gebäudestandard „Niedrigstenergiehaus“ für alle Neubauten verbindlich werden und zum anderen werden alternative Energieerzeuger im oder am Gebäude vorgeschrieben. Außerdem sollen bis 2050 alle Gebäude „klimaneutral“ sein. Also gibt es genügend Potential, um auf dem Gebiet der gebäudeintegrierten Photovoltaik tätig zu werden.

Solar.shell befasst sich zu diesem Zweck mit den unterschiedlichsten Gesichtspunkten, wie zum Beispiel:

  • Potenziale und Möglichkeiten zur Entwicklung ertragsoptimierter, architektonisch hochwertiger Photovoltaikfassaden
  • Kleinteiligkeit der PV-Module
  • vielfältige Fassadenmaterialien und deren Kombination
  • eine parametrisch-generativ optimierte Ausrichtung zur Sonne
  • Entwicklung des Elementdesigns
  • Wege wie CAD-basierte Modelle, Programmierung und Architektur
  • Optimierung aller Entwicklungen


Speziell entwickelte Simulationsalgorithmen geben Aufschluss darüber, wie gut der jeweilige architektonische Entwurf ist und außerdem werden viele unterschiedliche Varianten generiert. Damit können dann solare Erträge bewertet und weiter angepasst werden. Natürlich sind auch hier viele einzelne Schritte nötig, zu denen folgende gehören:

  • Ermittlung von geeigneten parametrisch-generativen Optimierungsprinzipien
  • Untersuchung und Bewertung von Fassadenmaterialien und –Systemen und PV-Technologien
  • Mögliche Kombinationen unterschiedlicher Systeme


Auf diese Weise werden bei Solar.shell die unterschiedlichsten Fassadentypen bewertet und weiterentwickelt. Nachfolgend sind kurz einige aufgeführt:

  • Gefaltete Metallfassade: 3D-gefaltete kassettenartige Module in Kombination mit einer Rotation in 2 Achsen bietet zum Beispiel eine saubere Ecklösung zwischen Elementen unterschiedlicher Ausrichtung
  • olarziegelfassade: Hier liegt der Vorteil in der großen Flexibilität zur Steuerung der solaren Erträge durch die beweglichen Solarziegel und auch eine Eckausbildung ist ohne Ertragseinschränkungen erreichbar.
  • Kiemenstruktur-Fassade: Hier werden hohe Flächen als Kiemenstruktur in der vertikalen Achse solar ausgerichtet. Dabei bietet sich der Einsatz flexibler organischer PV an. Als Materialien sind Textilbeton, Bleche oder Kunststoffe möglich.


Die Ergebnisse des Variantenvergleichs zeigen zum Beispiel:

  • dass die gefaltete Fassade die eingesetzte PV am effizientesten ausnutzt
  • dass die Kiemenvariante aufgrund der größten nutzbaren Fläche maximale Gesamterträge bringt
  • dass durch den Einsatz kleinteiliger Photovoltaikmodule der Ertrag pro m2 eingesetzter PV-Fläche zwischen 40 % und 55 % gegenüber vertikal installierten Modulen gesteigert werden kann
  • dass völlig neue architektonisch-gestalterische Lösungen entstehen können
  • dass auch die konventionellen PV-Fassadenlösungen ihre Vorteile haben, dabei allerdings nur einen eingeschränkten Gestaltungsspielraum haben