Fraunhofer ISE und Fraunhofer Umsicht haben ein vorgefertigtes Fassadenelement mit integrierter Photovoltaik entwickelt, das Stromgewinnung, Wetterschutz und Wärmedämmung in sich vereinen soll. Durch den Wegfall einer zusätzlichen Unterkonstruktion für die Solarmodule sollen große Mengen an Material eingespart werden. Gleichzeitig lasse sich dadurch bei der Sanierung von Gebäudehüllen die Montage beschleunigen.
Die 1 mal 1,2 Meter großen Fassadenelemente entwickelten die Forscherinnen und Forscher des Fraunhofer ISE und Fraunhofer Umsicht in zwei Varianten: Einmal mit einem Dämmmaterial aus Hanffasern und einmal mit Dämmung bestehend aus einem Pilzwerkstoff. Die Dämmung ist dabei so in das BIPV-Fassadenelement eingesetzt, dass eine sortenreine Trennung der Komponenten jederzeit wieder möglich ist.
"Beide Dämmmaterialien sind aus natürlich nachwachsenden Rohstoffen, so dass sie CO2-neutral und zirkulär sind,« sagte Dr. Holger Wack, Gruppenleiter Baustoffentwicklung am Fraunhofer Umsicht. „Beide Materialien sind vom Brandverhalten geeignet für den Einsatz in der Fassade. Der Pilzwerkstoff ist zudem auch auf Basis von Reststoffen der Agrarindustrie herstellbar und somit sehr ressourceneffizient.“
Das vom Forschungsteam entwickelte Fassadensystem ermöglicht das Demontieren einzelner BIPV-Fassadenelemente unabhängig von angrenzenden Elementen. Im Anwendungsbereich der Gebäudeklasse 1 bis 3 können daher einfach und schnell BIPV-Fassaden umgesetzt werden. Durch den Wegfall einer Unterkonstruktion werden, gegenüber klassischen Konstruktionen für Bauwerkintegrierte Photovoltaik (BIPV) mit vorgehängter, hinterlüfteter Fassade (VHF), große Mengen an Material eingespart. Die ersten, am Fraunhofer ISE hergestellten Prototypen installierten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler Ende Oktober 2024 an einem Gebäude des Fraunhofer IBP in Holzkirchen. Die PV-Fassadenelemente befinden sich dort nun unter intensivem Monitoring, um ihren elektrischen Ertrag, Dauerhaftigkeit, Temperatur- und Feuchteverhalten sowie Wärmedämmeigenschaften im Einsatz zu prüfen.
„Die gute Handhabbarkeit in der Montage ohne spezielle Montagehilfen wie Haltesysteme und damit einhergehend eine hohe Aufbaugeschwindigkeit von weniger als 1,5 Stunden pro Modul konnten wir bereits bei diesem ersten Demonstrator bestätigen“, sagte Dr. Jan-Bleicke Eggers, Teamleiter Solare Gebäudehüllen – Technologie am Fraunhofer ISE.
Unterstützt werden zukünftige Bauvorhaben auch durch eine digitale Prozessbeschreibung zur korrekten Auslegung der bauwerkintegrierten Photovoltaik-Anlage sowie zur Montage.