Was sind gebäudeintegrierte Photovoltaikanlagen?

Gebäudeintegrierte Photovoltaik (BIPV) nutzt Photovoltaikmodule anstelle herkömmlicher Baumaterialien in Gebäudestrukturen wie Dächern, Fenstern und Fassaden. Photovoltaikmodule erzeugen Sonnenenergie, indem sie Sonnenlicht in Strom umwandeln. Diese erneuerbare und umweltfreundliche Energiequelle macht gebäudeintegrierte Photovoltaik zu einem integralen Bestandteil nachhaltiger Architektur. Photovoltaikmodule werden für viele Neubauprojekte konzipiert, können aber auch auf bereits bestehenden Gebäuden installiert werden. Viele BIPV-Gebäude in Ländern wie Frankreich, Deutschland und den Vereinigten Staaten speisen Energie in das Netz ein und erhalten dafür finanzielle Anreize.

Photovoltaik (PV) ist aufgrund des wachsenden Bedarfs und Wunsches nach einer sauberen Energiealternative ein schnell wachsendes Technologiefeld. Ein Photovoltaikmodul kann in ein Gebäude integriert oder auf dem Boden montiert werden. Diese Panels oder Module beherbergen viele verpackte Solarzellen, die aus mehreren Fotodioden bestehen, die natürliches Licht in Elektrizität umwandeln. Bei einer netzgekoppelten PV-Anlage wird dieser Strom in ein Stromnetz eingespeist. In einem eigenständigen System lädt die Energie eine Batterie auf, wo sie für die spätere Verwendung gespeichert werden kann.

Der Begriff gebäudeintegrierte Photovoltaik impliziert im Allgemeinen, dass das Gebäude im Hinblick auf Photovoltaikanlagen geplant wurde. Die Photovoltaikindustrie hat Photovoltaikmodule für verschiedene Zwecke und Stilrichtungen entworfen, sodass der Sinn für Kreativität und Ästhetik eines Architekten nicht durch seinen Wunsch nach Nachhaltigkeit unterdrückt werden muss. Photovoltaikmodule sind in verschiedenen Farben erhältlich und können gerahmt oder ungerahmt, undurchsichtig, transparent, halbtransparent, flexibel oder als starre dünne Folie auf Metallsubstrat sein. Auch Größe, Form und maximale Spannung können individuell angepasst werden. Die richtige Wahl des Panels hängt weitgehend von seinem Zweck ab. Kristalline Module sollten nicht in Bereichen mit hohen Temperaturen eingesetzt werden, da ihre Effizienz abnimmt.

Der am häufigsten installierte Paneeltyp ist für Flachdächer. Sie können in Form von Solarschindeln oder Dachschindeln oder Solarmodulen, die in flexible Module, transparente oder halbtransparente Module oder Dünnschichtmodule unterteilt sind, vorliegen. Am beliebtesten haben sich Dünnschichtmodule erwiesen, bei denen eine oder mehrere dünne Schichten Solarzellen auf einer Basis aus elektrischem Isolator, einem sogenannten Substrat, platziert werden. Gebäudeintegrierte Photovoltaik ermöglicht auch den Bau von Steildächern mit montierten oder integrierten Modulen.

Photovoltaik-Fassaden oder Photovoltaik-Vorhangfassaden, die Fassaden eines Gebäudes, werden aus energiesparenden, ästhetischen und wasserdichten Gründen gebaut. Diese können mit herkömmlichen, transparenten oder halbtransparenten Modulen hergestellt werden. Fassaden können auch mit Beschattungssystemen ausgestattet werden, die die Module neigen, um das Gebäude zu beschatten oder die Energieeffizienz zu maximieren. Diese Module können manuell oder automatisch gekippt werden und werden manchmal als „Shadow-Voltaic“-Systeme bezeichnet. Beschattungssysteme können in das ursprüngliche Gebäude integriert oder nachträglich eingebaut werden.

Transparente oder halbtransparente Photovoltaikmodule ersetzen herkömmliche Baumaterialien wie Glas, Verglasungen oder Laminate. Bei der gebäudeintegrierten Photovoltaik verwenden Architekten häufig Niedertemperatur-Eisenglas zur Ummantelung der Solarzellen. Bei der Verglasung werden im Allgemeinen Dünnschichtzellen, monokristalline Zellen oder transparente Zellen zwischen zwei Schichten Aluminiumfolie verwendet. Einige Paneele lassen sichtbares Licht durch das Fenster, während sie ultraviolettes Licht zur Energieerzeugung nutzen. Andere Fenster können zur Beschattung getönt, mit Beschattungssystemen ausgestattet oder farbig sein.

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