{"id":1866,"date":"2018-08-13T15:11:23","date_gmt":"2018-08-13T13:11:23","guid":{"rendered":"https:\/\/enbau-online.ch\/bautechnik-der-gebaeudehuelle\/?p=1866"},"modified":"2022-09-30T16:10:36","modified_gmt":"2022-09-30T14:10:36","slug":"6-3-aktive-solarenergienutzung","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/enbau-online.ch\/bautechnik-der-gebaeudehuelle\/6-3-aktive-solarenergienutzung\/","title":{"rendered":"6.3\u2002Aktive Solarenergienutzung"},"content":{"rendered":"

6.3.1 Energieziele und F\u00f6rderung von Solarkollektoren und Photovoltaik<\/h2>\n
\"F\u00fcr<\/div>\n
Bild 6.3.1:\u2002F\u00fcr den An-, Auf- oder Einbau von Kollektoren und Solarpanels in Geb\u00e4udeh\u00fcllen sind viele Arten denkbar.<\/div>\n

<\/h3>\n

In der EU m\u00fcssten gem\u00e4ss EU-Richtlinie 2010\/21 ab 2020 alle neuen Geb\u00e4ude \u00abNearly-Zero Energy Buildings\u00bb sein (nZEBs oder Nullenergiegeb\u00e4ude): Damit sollen die CO2<\/sub>-Emissionen bis 2050 gegen\u00fcber 1990 um 80 % gesenkt werden und unter Anwendung von \u00aboff-site green electricity and on-site renewables in combination with heat pumps\u00bb sollen Geb\u00e4ude zu 100 % energieautark gemacht werden.<\/p>\n

Gem\u00e4ss Energiestrategie 2050 des Bundes ist eine Verst\u00e4rkung des Geb\u00e4udeprogramms vorgeschlagen, welches den Kantonen zus\u00e4tzliche Mittel f\u00fcr die F\u00f6rderung des Baus thermischer Solaranlagen parallel zur Geb\u00e4udesanierung erm\u00f6glichen soll. Ab 2021 soll die F\u00f6rderung f\u00fcr Geb\u00e4udeerneuerungen (Klimarappen) und erneuerbare Energien (Subventionen f\u00fcr Warmwasserkollektoren und KEV-Beitr\u00e4ge) sukzessive durch Lenkungsabgaben auf Benzin, Heiz\u00f6l und Strom ersetzt werden und einen \u00dcbergang von der subventionierten zur massnahmen- und zielorientierten F\u00f6rderpolitik einleiten. Entsprechend spielen die erneuerbaren Energien in der Energiepolitik des Bundes f\u00fcr den Geb\u00e4udebereich, sowohl als W\u00e4rme wie auch als Strom aus erneuerbaren Energietr\u00e4gern, eine zentrale Rolle:<\/p>\n

    \n
  • Die F\u00f6rderung von Solarw\u00e4rme zielt prim\u00e4r auf eine Reduktion der CO2<\/sub>-Emissionen und zur Reduktion des Verbrauchs von fossilen Brennstoffen im Geb\u00e4udebereich. Die meisten Kantone und viele Gemeinden unterst\u00fctzen die Solarw\u00e4rme, bezahlen Kollektorbeitr\u00e4ge und erlauben Steuerabz\u00fcge.<\/li>\n
  • Verg\u00fctungen f\u00fcr Strom aus PV-Anlagen sollen im Rahmen der KEV sowie Einmalverg\u00fctungen auf eine Erh\u00f6hung der Produktion von Strom aus erneuerbaren Energien erreichen.<\/li>\n
  • Der Wandel des in der Schweiz gut verankerten Energiestandards MINERGIE in Richtung MINERGIE-P und MINERGIE-A bzw. Plusenergie verdeutlicht die Entwicklung vom energetisch optimierten Geb\u00e4ude in Richtung weitgehender Energieautarkie am Objekt.<\/li>\n
  • Absehbar sind weitere Entwicklungen bez\u00fcglich Energiespeicherung, Smart Grid und Energiemanagementsystemen, die bei sinkenden Verg\u00fctungen f\u00fcr selbst erzeugte Energie und bei steigenden Energiepreisen den Eigenverbrauchsanteil durch selbst erzeugte Energie erh\u00f6hen werden. Dies wird den Markt f\u00fcr Geb\u00e4udeintegrationen bei Solarw\u00e4rme und Photovoltaik, bei sinkenden Systemkosten und vielf\u00e4ltiger werdenden Anwendungsspielr\u00e4umen, weiter befruchten.<\/li>\n<\/ul>\n

    6.3.2 Vergleich von Solarw\u00e4rme und Solarstrom<\/h2>\n

    Solarthermie oder Photovoltaik werden nicht nur monofunktional als technische Vorrichtung verstanden, um thermische oder elektrische Energie zu produzieren, sondern sie werden in zunehmendem Masse auch als Bestandteile der Geb\u00e4udeh\u00fclle angesehen, als Bekleidungselemente, verglaste Fl\u00e4chen und gleichzeitig architektonische Elemente.<\/p>\n

      \n
    • Solarstrom wird bei Anlagen im Netzverbund ins Elektrizit\u00e4tsnetz eingespeist oder durch Eigenverbrauch (inkl. W\u00e4rme) genutzt. Dementsprechend fliesst aller selbst erzeugte und hinter dem Anschlusspunkt nicht verbrauchte Strom umgehend ins Netz, entlastet die Netzbelastung und die Stromproduktion in konventionellen Kraftwerken und die eingespiesene Energie wird verg\u00fctet. Die Technologien zur dezentralen Speicherung von Strom entwickeln sich rasch, die Eigenwirtschaftlichkeit von Stromspeichern im eigenen Haus ist in Reichweite.<\/li>\n
    • Solarw\u00e4rme wird (ausser in W\u00e4rmenetzen) vor Ort gespeichert und verwendet. Solarw\u00e4rme diente in Ein-, Zwei- und Mehrfamilienh\u00e4usern gem\u00e4ss Untersuchungen von Swissolar prim\u00e4r der Warmwassererzeugung: Fast 60 % der zwischen 2001 und 2012 erstellten Anlagen dienten der Warmwassererzeugung, nur gut 30 % der Anlagen kombinierten die Warmwassererzeugung mit der Unterst\u00fctzung der Heizung.<\/li>\n<\/ul>\n
      <\/div>\n
      Bild 6.3.2:\u2002Vergleich der Wirkungsgrade von PV-Anlagen in Kombination mit W\u00e4rmepumpen und Solarkollektoren.<\/div>\n

      <\/h3>\n

      W\u00e4hrend Betreiber von PV-Anlagen bei fehlendem Eigenbedarf den produzierten Strom ins Stromnetz einspeisen und ihre technische Produktionskapazit\u00e4t immer aussch\u00f6pfen, wird bei solarthermischen Anlagen die Produktionskapazit\u00e4t bloss so weit genutzt, wie gen\u00fcgend grosse W\u00e4rmespeicher oder ein W\u00e4rmebedarf besteht. Insofern h\u00e4ngt der Nutzungsgrad von solarthermischen Anlagen vom Nutzungsprofil des W\u00e4rmebez\u00fcgers ab sowie von den Speicherm\u00f6glichkeiten vor Ort und der Dimensionierung der Anlagen. Wird eine W\u00e4rmepumpe mit einer Jahresarbeitszahl von mindestens 3,5 mit einer PV-Anlage kombiniert, wird der Wirkungsgrad von Solarstrom mit Solarw\u00e4rme vergleichbar.<\/p>\n

      6.3.3 Solarthermische Kollektoren<\/h2>\n

      Solarthermische Bauteile gelten aufgrund des Einsatzes aktiver, meist elektrisch betriebener Umw\u00e4lzpumpen innerhalb des W\u00e4rmekreislaufes als \u00abaktive\u00bb Technologie. Ein passiver \u00abAntrieb\u00bb von solarthermischen Anlagen nach dem Thermosiphon-Prinzip ist bloss in frostfreien Klimazonen m\u00f6glich und in der Schweiz daher nicht \u00fcblich. Bei der meist verbreiteten Technik einer solarthermischen Anlage wandelt der Kollektor Sonnenenergie in W\u00e4rme um, diese wird \u00fcber fl\u00fcssige W\u00e4rmetr\u00e4ger in Rohrleitungen zu einem im Speicher eingebauten W\u00e4rmetauscher transportiert.<\/p>\n

      In der Energiebilanz eines typischen Vierpersonenhaushalts entf\u00e4llt rund ein Drittel der ben\u00f6tigten Energie auf die Warmwasserbereitung; bei Niedrigenergieh\u00e4usern (MINERGIE-P\/A) liegt der Energiebedarf f\u00fcr die Warmwasserbereitung wegen der gut ged\u00e4mmten Geb\u00e4udeh\u00fclle eher \u00fcber 50 %. In diesem Kontext reduzieren solarthermische Kollektoren den Prim\u00e4renergieeinsatz und den CO2<\/sub>-Ausstoss massgeblich, wenn die gewonnene Solarenergie in unterschiedlichen Systemen zur Verf\u00fcgung gestellt wird:<\/p>\n

        \n
      • zur Warmwasserbereitung,<\/li>\n
      • als eigenst\u00e4ndige und vollwertige Heizung oder zur Heizungsunterst\u00fctzung,<\/li>\n
      • zur Prozessw\u00e4rmeerzeugung (z.B. in W\u00e4schereien, Lebensmittelindustrie, Asphaltherstellung usw.),<\/li>\n
      • zur Dampf- und Stromerzeugung in Grossanlagen (Parabolrinnenkollektoren),<\/li>\n
      • zur Regenierung von Erdsondenfeldern oder<\/li>\n
      • zur Unterst\u00fctung von Nah- und Fernw\u00e4rmeverb\u00fcnden.<\/li>\n<\/ul>\n

        Weil Solarkollektoren m\u00f6glichst genau in einem f\u00fcr den Einsatzzweck idealen Temperaturbereich arbeiten sollten, gilt es, bei der Auslegung des Kollektortyps Unterschiede zu ber\u00fccksichtigen (vgl. auch Bild 6.3.3).<\/p>\n

        <\/div>\n
        Bild 6.3.3:\u2002Verbreitete Kollektortypen und ihre Einsatzm\u00f6glichkeiten.<\/div>\n

        Solar-Absorber (Unverglaste Kollektoren bzw. Schwimmbad-Absorber)<\/h3>\n

        Unverglaste Kollektoren kommen bei niedrigem Temperaturniveau als preiswerte, schwarze Kunststoff- oder Metallrohr-Systeme \u00abnackt\u00bb auf Flach- oder Schr\u00e4gd\u00e4chern zum Einsatz, gefiltertes Wasser eines Pools durchstr\u00f6mt ein Absorber-Rohrsystem. Weil Verglasung und W\u00e4rmed\u00e4mmung fehlen, ist der W\u00e4rmeverlust f\u00fcr Anwendungen mit h\u00f6heren Temperaturen gross bzw. der Nutzungsgrad klein. Mit wachsender Temperaturdifferenz steigen auch die Verluste. Bei den verwendeten Materialien reicht die Spanne vom Plattenabsorber aus Polyethylen-Kunststoff (HDPE), \u00fcber Rohrabsorber aus schwarzem, UV- Chlor- und temperaturbest\u00e4ndigem (\u201345 bis +130 \u00b0C) Kunststoffrohr, \u00fcber Solar-Polypropylen (z.B. mit gewellter Oberfl\u00e4che). Kunststoffmatten mit fest miteinander verbundenen R\u00f6hrchen oder einfachen Gummischl\u00e4uchen sind wenig dauerhaft.<\/p>\n

          \n
        • Geeignet f\u00fcr Schwimmbadheizungen und Warmwasservorerw\u00e4rmung.<\/li>\n
        • Beschr\u00e4nkte Lebensdauer der stark der Witterung ausgesetzten Gebilde.<\/li>\n<\/ul>\n

          Unverglaste selektive Kollektoren (Kissenkollektoren)<\/h3>\n

          Schwarz verchromte Kissenkollektoren sind eine Sonderform des unverglasten Flachkollektors:<\/p>\n

            \n
          • Sie sind geeignet f\u00fcr Schwimmbadheizungen und Niedrigtemperaturheizungsunterst\u00fctzung.<\/li>\n
          • Gut integrierbar in Fassaden und flexibel an gerade oder gew\u00f6lbte Dachformen anpassbar.<\/li>\n
          • Wegen der beschr\u00e4nkten Dicke konstruktiv gut, z.B.\u00a0in Pfosten-Riegel-Systemen, einsetzbar.<\/li>\n
          • Auch bei D\u00e4chern mit geringem Neigungswinkel (ab\u00a05\u00b0) und ung\u00fcnstiger Orientierung m\u00f6glich.<\/li>\n
          • Keine \u00dcberhitzungsgefahr, dicht, wetterbest\u00e4ndig und langlebig.<\/li>\n
          • Systemtechnisch gut koppelbar mit W\u00e4rmepumpen z.B. f\u00fcr Erdsondenfeldregenerierung.<\/li>\n<\/ul>\n

            Verglaste Flachkollektoren<\/h3>\n

            Verglaste Flachkollektoren sind langlebige und ausgereifte Produkte mit einem sehr guten Preis-Leistungs-Verh\u00e4ltnis f\u00fcr Anwendungen im mittleren Temperaturbereich. Wegen ihrer D\u00e4mm- und Wetterschutzfunktion sind sie in Mittel- und Nordeuropa bei Wohn-, Gewerbe- und Dienstleistungsgeb\u00e4uden verbreitet und k\u00f6nnen in Schr\u00e4gd\u00e4chern und Fassaden integriert oder auf Flachd\u00e4chern oder am Boden aufgestellt werden. F\u00fcr die Warmwassererzeugung werden bei normalen Einfamilienh\u00e4usern etwa 5 m2<\/sup> Kollektorfl\u00e4che ben\u00f6tigt, zur Heizungsunterst\u00fctzung mindestens 10 m2<\/sup>, was entsprechend dimensionierte Speicher voraussetzt. Flachkollektoren unterliegen einem Alterungsprozess, der stark von der Qualit\u00e4t der Produkte abh\u00e4ngt. Die Absorber bestehen normalerweiese aus schwarzchrom- oder blau- (Titanoxyd) beschichteten Blechen mit dahinter m\u00e4anderf\u00f6rmig aufgeschweissten Rohrnetzen zum Abtransport der W\u00e4rme. Der Absorber wird mit lichtdurchl\u00e4ssigem Sicherheitsglas abgedeckt und zur Minimierung der W\u00e4rmeverluste isoliert und mit einem Rahmen zusammengehalten.<\/p>\n

            Weil die traditionelle Dachintegration bei vielen Bauten nicht ohne Weiteres m\u00f6glich oder aus optischen Gr\u00fcnden unerw\u00fcnscht ist, stossen fassadenintegrierte Kollektoren auf verst\u00e4rktes Interesse. Zumal beim Vertikaleinbau in s\u00fcdorientierten Fassaden die \u00dcberhitzungsgefahr minimiert und der relative Beitrag in der k\u00fchleren Jahreszeit, in schnee- und sonnenreichen Bergt\u00e4lern, maximiert wird.<\/p>\n

              \n
            • Flachkollektoren sind ideal f\u00fcr Warmwasser von 40 \u00b0C bis 80 \u00b0C.<\/li>\n
            • Geringer Ertrag bei K\u00e4lte, eher geeignet f\u00fcr Wassererw\u00e4rmung und Heizungsunterst\u00fctzung im Sommer.<\/li>\n
            • Solarertrag (Mittelland, Ausrichtung S\u00fcd, Kollektorneigung 30\u00b0 bis 90\u00b0):\n
                \n
              • Bei Heizungsunterst\u00fctzung und Warmwasser: 350 bis 550 kWh\/m2<\/sup><\/li>\n
              • Bei solarer Vorw\u00e4rmung: bis 750 kWh\/m2<\/sup><\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n
              • Lebensdauer von \u00fcber 20 Jahren.<\/li>\n
              • Seit einigen Jahren sind \u00abcustom made\u00bb-Flachkollektoren auf Mass und in freien Formen herstellbar.<\/li>\n
              • Speziell sind Glasbeschichtungen f\u00fcr Flachkollektoren, welche die bislang dunklen oder je nach Sonnenstand spiegelnden Glasoberfl\u00e4chen zur\u00fcckhaltend bunt erscheinen lassen.<\/li>\n
              • Flachkollektoren ben\u00f6tigen eine Minimalneigung von mindestens 15\u00b0, was ihr Erscheinungsbild auf D\u00e4chern beeintr\u00e4chtigt und die Windangriffskr\u00e4fte erh\u00f6ht.<\/li>\n<\/ul>\n
                \"Schwarz<\/div>\n
                Bild 6.3.4:\u2002Schwarz verchromte in die Fassade eingebaute Kissenkollektoren am CERN, Genf (Architekt: Atelier Niv\u2019O).<\/div>\n

                <\/h3>\n
                \"\"<\/div>\n
                Bild 6.3.5:\u2002Unsichtbare, in die S\u00fcdfassade des Geb\u00e4udes Delta Zero in Lugano integrierte Solarkollektoren (Architekt: Stefano de Angelis).<\/div>\n

                Vakuumr\u00f6hrenkollektoren<\/h3>\n

                Bei Vakuumr\u00f6hrenkollektoren steht der Absorber unter Vakuum und zirkuliert in einem ein- oder doppelwandigen Glasrohr. Durch das Vakuum wird ein ausgezeichneter W\u00e4rmeschutz erreicht. Entsprechend sind die W\u00e4rmeverluste selbst bei hohen Temperaturen gering und die Vakuumr\u00f6hrenkollektoren weisen den h\u00f6chsten Nutzenfaktor auf: bei gleicher Fl\u00e4che leisten sie rund 1,5 mal soviel wie normale Flachkollektoren. Wegen des teilweise d\u00fcnnen Glases der Vakuumr\u00f6hren ist ihre mechanische Festigkeit (z.B. bei Hagelschlag) gegen\u00fcber geh\u00e4rteten Flachgl\u00e4sern geringer und ihre Lebensdauer eingeschr\u00e4nkt. Weil Vakuumr\u00f6hrenkollektoren gegen\u00fcber Flachkollektoren wirtschaftlicher arbeiten und sich baulich vielseitiger einsetzen lassen, findet man im asiatischen wie im amerikanischen Raum nahezu ausschliesslich Vakuumr\u00f6hrenkollektoren.<\/p>\n

                Bei Temperaturunterschieden ab etwa 40 Kelvin \u00fcbertreffen R\u00f6hrenkollektoren im direkten Leistungsvergleich jeden Flachkollektor:<\/p>\n

                  \n
                • Ideal f\u00fcr Heisswasser bis zu 100 \u00b0C.<\/li>\n
                • Geeignet f\u00fcr Prozessw\u00e4rme, Wassererw\u00e4rmung und Heizungsunterst\u00fctzung auch im Winter bei Sonne.<\/li>\n
                • Auch zum K\u00fchlen geeignet (Solar cooling).<\/li>\n
                • Solarertrag (Mittelland, Ausrichtung S\u00fcd, Kollektorneigung 45\u00b0) als Heizungsunterst\u00fctzung und zur Warmwassererzeugung etwa 500 bis 650 kWh\/m2<\/sup>; als solare Vorw\u00e4rmung bis 800 kWh\/m2<\/sup>.<\/li>\n
                • \u00dcberhitzungsgefahr bei Stagnation (sehr hohe Temperaturen).<\/li>\n
                • Interessante Architekturanwendungen als teiltransparente Bauteile in Br\u00fcstungen, vor Fenstern usw.<\/li>\n
                • Keine Minimalneigung n\u00f6tig, Systeme zu gr\u00f6sseren Reihen koppelbar.<\/li>\n<\/ul>\n
                  \"\"<\/div>\n
                  Bild 6.3.6:\u2002Vakuum-Kollektor vor den Fenstern des Plus-Energie-Berghotels Muottas Muragl, Ansicht von innen und von aussen (Architekt: Fanzun AG).<\/div>\n
                  \n

                   <\/p>\n

                  \"\"<\/div>\n
                  Bild 6.3.7:\u2002In Vertikalfassade eingebaute Hybridkollektoren (Testanlage der Firma Heizplan in Gams).<\/div>\n<\/div>\n

                  Hybrid- oder PVT-Kollektoren<\/h3>\n
                  \n

                  Kombinierte Systeme f\u00fcr Solarw\u00e4rme und Solarstrom mit \u00abhybriden\u00bb (\u00fcbereinander) oder \u00abfl\u00e4chenhybriden\u00bb (nebeneinander) gestapelten Hybridkollektoren vereinen die Technik der Solarthermie mit der Photovoltaik: Auf derselben Fl\u00e4che wird platzsparend vorne Strom und hinten (oder daneben) W\u00e4rme erzeugt bzw. die erw\u00e4rmten Solarzellen werden durch dahinterliegende Kollektoren gek\u00fchlt. Dies steigert die Leistungsf\u00e4higkeit der Photovoltaikzellen:<\/p>\n

                    \n
                  • 60% thermischer Modulwirkungsgrad und rund 18% elektrischer Modulwirkungsgrad.<\/li>\n
                  • Hohe Belastbarkeit durch Schnee (5 mm geh\u00e4rtetes Solarglas mit metallischem Unterbau).<\/li>\n
                  • Besserer Stromertrag (5 bis 10%) gegen\u00fcber reinen PV- Modulen bei effizienter Zellk\u00fchlung.<\/li>\n<\/ul>\n

                    In innerst\u00e4dtischen Situationen, wo der Ger\u00e4uschpegel der Ausseneinheiten von Luft-Wasser-W\u00e4rmepumpen gelegentlich ein Hindernis darstellt, weil bei unsanierten H\u00e4usern mit grossen Heizk\u00f6rpern W\u00e4rmepumpen-Arbeitszahlen \u00fcber 3.0 nicht erreichbar sind, k\u00f6nnen mit
                    \nder Technologie des Hybrid-Kollektors bessere Arbeitszahlen ohne Ger\u00e4uschimmissionen erreicht werden. Zudem ist sanfte K\u00fchlung in den Sommermonaten mit PVT bei entsprechender Funktionalit\u00e4t m\u00f6glich.<\/p>\n

                    6.3.4 Photovoltaik<\/h2>\n

                    Jahrzehntelang wurden Solarsysteme in der Schweiz im Vergleich zum Ausland eher z\u00f6gerlich zugebaut. Mit anziehenden Energiepreisen, dem Wunsch nach Versorgungsunabh\u00e4ngigkeit und parallel zur Einsicht, dass L\u00f6sungen f\u00fcr erneuerbare Energien heute kosteng\u00fcnstig realisierbar sind, steigt das Interesse an Solartechnik. Auch vervielf\u00e4ltigen sich im \u00dcbergang aus dem atomarfossilen ins solare Zeitalter Fachwissen und Angebote laufend. Zudem wirken netzdienliche Regulatorien f\u00fcr den Solarbereich und Einspeiseverg\u00fctungen des Bundes (PRONOVO) beschleunigend, sodass dezentrale Energieerzeugung und -speicherung im Binnenmarkt systemrelevant wurde: Energiegewinnung aus Photovoltaik, Wind und Wasserkraft sind die neuen Eckpfeiler unserer Stromversorgung mit enormem Potenzial.<\/p>\n

                    Laut Fachverband Swissolar wird f\u00fcr das Jahr 2035, dem anvisierten Ausschaltzeitpunkt von Atomkraftwerken, ein Anteil von 25 TWh Solarstrom oder 40% des j\u00e4hrlichen Stromverbrauchs erwartet. Solarstromproduktion an Geb\u00e4uden wird damit f\u00fcr Bauherrschaften, Anleger und \u00f6ffentliche Hand unumg\u00e4nglich1<\/sup>.<\/p>\n

                    1<\/sup>Winterstromproduktion in den Bergen \u00fcber der Hochnebeldecke w\u00e4re sinnvoll und auch Agro-Photovoltaik dringend voranzutreiben. Doch solange Solaranlagen ausserhalb des Siedlungsgebietes (7% der Landesfl\u00e4che) in der Schweiz raumplanerisch erschwert werden, bleibt der Zubau in diesem Bereich bescheiden.<\/span><\/p>\n

                     <\/p>\n

                    \"\"<\/div>\n
                    Bild. 6.3.8: Das gr\u00f6sste unausgesch\u00f6pfte PV-Potenzial der Schweiz liegt im Geb\u00e4udebereich.<\/div>\n

                    F\u00f6rderung<\/h3>\n

                    Seit 2018 erf\u00e4hrt der Zubau bei Photovoltaik dank modifizierten Einmalverg\u00fctungen des Bundes Schub. Der Vollzug der F\u00f6rderung liegt bei Pronovo2<\/sup>, der akkreditierten Zertifizierungsstelle des Bundes f\u00fcr die Erfassung von Herkunftsnachweisen und Abwicklung der F\u00f6rderprogramme f\u00fcr erneuerbare Energien. Solaranlagen erhalten \u00fcber Grund- und Leistungsbeitr\u00e4ge kleine oder grosse Einmalverg\u00fctungen (KLEIV oder GREIV): Die Ans\u00e4tze dazu sind in der Energief\u00f6rderungsverordnung (EnFV) festgelegt. Der Bundesrat passt diese F\u00f6rders\u00e4tze periodisch an die Preise und den technologischen Fortschritt im Solarmarkt an. Die F\u00f6rderung soll 30% der Investitionskosten von Referenzanlagen nicht \u00fcberschreiten. Unterschieden wird in freistehende, angebaute und integrierte Anlagen \u2013 seit 2022 winkt auch die F\u00f6rderung f\u00fcr Fassaden (in Geb\u00e4ude integrierte PV-Anlagen mit gegen\u00fcber der Horizontalen mehr als 75\u00b0 Neigung).<\/p>\n

                    2<\/sup> Das Pronovo-Kundenportal erm\u00f6glicht die papierlose Abwicklung <\/span>von Gesuchen f\u00fcr Beteiligte. Die Registrierung <\/span>von F\u00f6rdergesuchen ist f\u00fcr Privatpersonen, Firmen und <\/span>deren Mitarbeitende m\u00f6glich. Dabei werden die Rollen <\/span>f\u00fcr die individuellen Zugriffs- und Bearbeitungsberechtigungen <\/span>seitens der Anlagebetreiber, Bevollm\u00e4chtigten <\/span>(in der Regel Installateure), Auditorinnen und Verteilnetzbetreiber <\/span>gesteuert.<\/span><\/p>\n

                    F\u00f6rderung f\u00fcr freistehende Anlagen<\/h3>\n

                    Freistehende Anlagen weisen keine konstruktiven Verbindungen zu Bauten auf. Dies betrifft etwa Solarz\u00e4une, aufgest\u00e4nderte Freifl\u00e4chen-Photovoltaik, Floating PV oder Agro-Photovoltaik. Die in der stark zersiedelten Schweiz sehr restriktiv gehandhabten raumplanerischen Vorgaben verhinderten bislang Freifl\u00e4chen-PV. Angesichts ihres beachtlichen Potenzials ger\u00e4t die Belegung von Infrastrukturbauten mit PV entlang Bahnlinien und Autobahnen (L\u00e4rmschutzw\u00e4nde, B\u00f6schungen, Tunnels etc.) langsam in den Fokus der zust\u00e4ndigen Bundesbeh\u00f6rden (SBB, ASTRA etc.). Ein neuer Markt ist auch bei der Agro-Photovoltaik am Entstehen, wo statt Plastiktunnels \u00fcber Gem\u00fcse- und Obstkulturen transluzide Photovoltaik vor exzessiven Umweltbedingungen sch\u00fctzen (Hagel, Schlagregen, Sonne etc.)<\/p>\n

                    \"\"<\/div>\n
                    Bild. 6.3.9: Ost-West-Anlage mit bifazialen Modulen bei der A2- Autobahn\u00fcberdeckung Zofingen.<\/div>\n

                    F\u00f6rderung f\u00fcr angebaute Anlagen<\/h3>\n

                    Angebaute Anlagen sind konstruktiv mit Bauten oder sonstigen Infrastrukturanlagen verbunden und dienen einzig der Stromproduktion. Im Vordergrund stehen Anlagen auf flachen, gew\u00f6lbten oder geneigten D\u00e4chern, die \u00fcber der Dachhaut montiert werden. Dank Computersimulationen von Systemherstellern oder Softwarelieferanten k\u00f6nnen \u2013 in Abh\u00e4ngigkeit von Standort, Modultyp, Windexposition, Schneelast, Geb\u00e4udeh\u00f6he, Dachneigung oder Sparrenabstand \u2013 Montagesysteme ausgelegt werden. Die Verantwortung f\u00fcr eine nach den Regeln der Baukunde bauschadenfreie Montage verbleibt immer bei der planenden und installierenden Unternehmung.<\/p>\n

                      \n
                    • Bei Steild\u00e4chern<\/strong> werden kraftschl\u00fcssige Verbindungen mit der Dachhaut (Stehfalzblech, Kassette, Welloder Trapezblech) oder Unterkonstruktion (Konterlattung, Sparren) hergestellt. Werden Eindeckmaterialien (Ziegel, Eternit, Kassetten etc.) bei der Montage verletzt oder Kassetten komprimiert, ist die Dachhaut geschw\u00e4cht. Auf Blechd\u00e4chern ist eine durchdringungsfreie Befestigung mit Klemmprofilen m\u00f6glich. Dabei ist auf gen\u00fcgende Dilatation zu achten und Zw\u00e4ngung im Material z.B. bei blockierten Schiebehaften der Bleche ist zu vermeiden.<\/li>\n<\/ul>\n
                      \"\"<\/div>\n
                      Bild. 6.3.10: Glas-Glas-Module, montiert auf die Hochsicken eines Trapezblech-Tonnendachs.<\/div>\n
                      <\/div>\n
                        \n
                      • Auf Flachd\u00e4chern<\/strong> verzichtet man mit Vorteil auf kraftschl\u00fcssige Verbindungen mit der Dachstruktur, um die Dichtigkeitsebene nicht zu perforieren. Damit wird eine saubere Systemtrennung zwischen Dachhaut und PV-Anlage erreicht. Weil Aufdachsysteme meist nur lose mit Betonsteinen, Kies oder Substrat (bei Gr\u00fcnd\u00e4chern) ballastiert werden, ist ihrer Windlastberechnung (Windsog und Verschiebung) gr\u00f6sste Aufmerksamkeit zu schenken.<\/li>\n<\/ul>\n
                        \"\"<\/div>\n
                        Bild. 6.3.11: Mit Betonsteinen auf einem Kiesklebedach ballastierte Flachdachanlage.<\/div>\n

                        F\u00f6rderung von dachintegrierten Anlagen<\/h3>\n

                        Eingebaute Dachanlagen dienen neben der Stromproduktion zus\u00e4tzlich dem Wetter- oder W\u00e4rmeschutz. Sie werden in Dorfkernen und bei Denkmalschutzobjekten h\u00e4ufig von der Denkmalpflege verlangt. Ihre gegen\u00fcber Aufdachanlagen h\u00f6heren Kosten werden durch bessere F\u00f6rderung kaum kompensiert. Auch komplexe Dachformen, Dachfenster, Kamine, Strangentl\u00fcftungen oder Lukarnen k\u00f6nnen dank am Markt verf\u00fcgbarer Systemangebote ohne optische und bautechnische Nachteile von Aufdachanlagen realisiert werden. Es handelt sich um Multifunktionselemente, die klassische Materialien integral ersetzen (Ziegel, Blech, Steinplatten, Eternit etc.). Nicht als integriert gelten \u00fcber der Deckung montierte \u00abPseudo-Integrationen\u00bb, die mit \u00abMarderschutzblechen\u00bb oder anderen Kunstgriffen dar\u00fcber hinwegt\u00e4uschen wollen, dass es sich um unterl\u00e4ufige Systeme handelt. Systemen mit offenen Fugen zur Dachhaut entgeht die F\u00f6rderung als Indachanlage \u2013 sie werden f\u00f6rdertechnisch als Aufdachanlagen betrachtet.<\/p>\n

                        \"\"<\/div>\n
                        Bild. 6.3.12: Integrierte PV-Module statt Ziegel sind bei Mehrfamilienhausd\u00e4chern im Trend.<\/div>\n

                        F\u00f6rderung von Fassadenanlagen (BIPV)<\/h3>\n

                        Fassadenanlagen produzieren im Winter 30% mehr Energie als gleich grosse, flach geneigte Flachdachanlagen. Das entsprechende Fassadenpotenzial liegt in der Schweiz laut Bundesrat bei 17 Mrd. kWh (17 TWh) pro Jahr \u2013 einem Viertel des Potenzials des gesamten Schweizer Geb\u00e4udeparks. Um dieses Potenzial zu erschliessen, sieht die EnFV f\u00fcr integrierte Anlagen mit mindestens 75 Grad Neigung (gegen\u00fcber dem Horizont) einen Bonus von 250 Franken pro kW (Stand 2022) vor. Die Attraktivit\u00e4t von BIPV steigt mit breiter werdendem Angebot an Modulfarben, Oberfl\u00e4chenstrukturen sowie Befestigungstechniken. Da Schnee und Schmutz kaum an Fassadenoberfl\u00e4chen haften, er\u00f6ffnen sich damit Planern und Investoren nicht nur im Berggebiet vielf\u00e4ltige Gestaltungsspielr\u00e4ume.<\/p>\n

                        \"\"<\/div>\n
                        Bild. 6.3.13: Fassadenintegration mit Glas-Glas-Modulen beim Einkaufsmarkt M\u00fcnsingen.<\/div>\n
                        \n

                         <\/p>\n

                        \"\"<\/div>\n
                        Bild. 6.3.14: Transluzide \u00dcberkopf-PV-Verglasung am Turiner Bahnhof Porta Susa.<\/div>\n<\/div>\n

                        Bewilligungen<\/h3>\n

                        Die richtungsweisende Revision des Bundesgesetzes \u00fcber die Raumplanung legte in Art. 18 a fest, dass die Interessen der Energieproduktion gegen\u00fcber jener beim Naturschutz \u00fcberwiegen. Wobei das kantonale Recht:<\/p>\n

                          \n
                        • bestimmte, \u00e4sthetisch wenig empfindliche Typen von Bauzonen festlegen kann, in denen auch andere Solaranlagen ohne Baubewilligung erstellt werden k\u00f6nnen und<\/li>\n
                        • in klar umschriebenen Schutzzonen eine Baubewilligungspflicht vorsehen kann.<\/li>\n<\/ul>\n

                          Fassadenintegrierte Solarsysteme stellen aus der Sicht der meisten Baubeh\u00f6rden als Bauten und Anlagen einen baubewilligungspflichtigen Tatbestand dar.<\/p>\n

                          In Bau- und Landwirtschaftszonen ben\u00f6tigen gem\u00e4ss Raumplanungsgesetz gen\u00fcgend angepasste Solaranlagen auf D\u00e4chern keine Baubewilligung. Sie sind im Rahmen eines Meldeverfahrens der kantonalen Beh\u00f6rde zu melden und k\u00f6nnen danach gebaut werden, wenn ein technisches Anschlussgesuch (TAG) an das zust\u00e4ndige Elektrizit\u00e4tswerk eingereicht und bewilligt wurde.<\/p>\n

                          Solaranlagen auf Kultur- und Naturdenkm\u00e4lern von kantonaler oder nationaler Bedeutung ben\u00f6tigen dagegen immer eine Baubewilligung \u2013 sie sollen die Denkmalschutzwirkung m\u00f6glichst nicht beeintr\u00e4chtigen. Bei integrierten, in zusammenh\u00e4ngenden Fl\u00e4chen in D\u00e4chern eingebauten Anlagen werden Bewilligungen kaum verweigert, wenn eine formal und von der Materialisierung her ruhige Integration die Wirkung des Denkmalschutzobjekts generisch nicht beeintr\u00e4chtigt.<\/p>\n

                          \"\"<\/div>\n
                          Bild. 6.3.15: Steildachintegrierte PV-Anlage mit nicht reflektierenden Modulen.<\/div>\n

                          Solarzellen und Modultypen<\/h3>\n

                          Die Herstellung von Solarmodulen war und ist eng mit Fertigungstechniken verbunden, in deren Zentrum die Herstellung von Siliziumbarren (Ingots) f\u00fcr den Massenmarkt steht. Die aus Polysilizium gezogenen Kristalle aus hochreinem Halbleitermaterial werden mittels Diamants\u00e4gen in d\u00fcnne Wafer geschnitten, welche durch Einlagerung von Fremdatomen (z.B. Indium, Antimon, Arsen, Bor oder Phosphor) elektrisch leitf\u00e4higer gemacht werden. Die fertigen Zellen werden mittels Busbars in Reihen verschaltet. Durch Verkapselung, Einbau von Anschlussdosen und die Ausr\u00fcstung mit Kabeln und Steckern entstehen fertige Solarmodule. Bei D\u00fcnnschichtmodulen ist die Reihenschaltung in den Prozess der Zellfertigung integriert.<\/p>\n

                          Mehrfachsolarzellen (Tandemzellen) haben das Potenzial, die Wirkungsgrade g\u00e4ngiger PV-Technologien deutlich zu erh\u00f6hen. Mit Antireflexbeschichtungen und Sonnenkonzentration erreichte die Forschung bei Vierfach-Solarzellen bereits \u00fcber 47% Wirkungsgrad. Noch gelangen bei Architekturanwendungen mit auf Mass gefertigten Glas-Glas-Modulen meist eher kleinformatige Zellen mit wenigen Bus-Bars und Wirkungsgraden unter 20% zum Einsatz, weil Architekten m\u00f6glichst wenige B\u00e4ndchen auf der Frontseite der Zellen sehen m\u00f6chten \u2013 welche allerdings nach dem automatisierten Aufbringen der Strings mit schwarzen B\u00e4ndchen \u00fcberdruckt werden k\u00f6nnen.<\/p>\n

                          Solartechnik wurde zum kosteng\u00fcnstigen Massenprodukt, seit weltweit Kapital und Know-how in die Entwicklung gr\u00f6sserer, d\u00fcnnerer und leistungsf\u00e4higerer Zellen, Module, Verbindungstechniken und dauerhaften Verbindungen sowie in Einspeiseverg\u00fctungen oder Marktpr\u00e4mien gesteckt werden. Modul-wirkungsgrade tendieren aktuell gegen 21%. Ausgefeilte Prozesse erm\u00f6glichen j\u00e4hrliche Leistungssteigerungen von rund 0.5%. F\u00fcr 2030 erwartet die Fachwelt Wirkungsgrade von 24%, sodass sich auf 4 m2<\/sup> Modulfl\u00e4che rund 960 Wp Solarstrom bei einer direktnormalen Einstrahlung von 1\u2019000 Watt erzeugen lassen.<\/p>\n

                          \"\"<\/div>\n
                          Bild. 6.3.16: Entwicklung der Ingot-Gr\u00f6ssen und der daraus geschnitten Wafer.<\/div>\n
                          \n

                           <\/p>\n<\/div>\n

                          Die zumeist in China oder Taiwan hergestellten Ingots wurden \u00fcber die Jahre reiner, gr\u00f6sser und leistungsf\u00e4higer. Heute werden Zellen sogar mit Lasern geschnitten oder perforiert. Mit Halb- oder Drittelzellen sowie Multi-Busbar-Techniken werden elektrische Widerst\u00e4nde minimiert, was die Wirkungsgrade steigert und die Bruchrate bei Zellen herabsetzt. Durch gelochte Zellen kann man sogar teilweise hindurchgucken.<\/p>\n

                          \"\"<\/div>\n
                          Bild. 6.3.17: Wirkungsgrade von Zellarten und Modultypen.<\/div>\n

                          PERC-Zellen<\/h3>\n

                          Solarzellen mit PERC-Technologie (Passivated Emitter and Rear Cell) sind die \u00abArbeitspferde\u00bb der kosteng\u00fcnstigen Modulproduktion. Sie optimieren die Licht- und Elektronenausbeute auf der Zellenr\u00fcckseite. Durch R\u00fcckseitenpassivierung wird eine zus\u00e4tzliche elektrische Schicht aufgebracht und per Laser perforiert. PERC-Zellen nutzen Diffuslicht besser als herk\u00f6mmliche Solarzellen. Dies verspricht, in Fassaden eingebaut, in der Schweiz h\u00f6here Energieertr\u00e4ge bei bedecktem Himmel.3<\/sup><\/p>\n

                          3<\/sup> Im Mittelland \u00fcberwiegt w\u00e4hrend rund 60% des Jahres der bedeckte Himmel. Dabei ist die h\u00f6chste Leuchtdichte im Zenit und die direktnormale Sonnenstrahlung weniger wichtig als die Strahlung aus allen Himmelsrichtungen. <\/span><\/p>\n

                          TOPCON-Zellen<\/h3>\n

                          Eine Weiterentwicklung von PERC-Zellen stellt die TOPCON-Technologie dar (Tunnel Oxide Passive Contact), was Solarzellenwirkungsgrade \u00fcber 25% verspricht. TOPCON-Module sind f\u00fcr Fassadenanwendungen speziell interessant, weil sich Bifazial-Zellen mit Multi-Busbar-Technologie (MBB) und Doppelglasdesign zu Modulen verbauen lassen, welche den Vorteil hoher Effizienz mit niedrigen Temperaturkoeffizienten, geringer lichtinduzierter Degradation (LID)und bifazialer Ertragssteigerung bei einer Lebensdauer von gut 30 Jahren verbinden.<\/p>\n

                          HJT-Zellen<\/h3>\n

                          Heterojunction-Zellen (Hetero Junction With Intrinsic Thin Layer\u00ab) zeichnen sich durch Siliziumwafer mit zus\u00e4tzlichen Schichten aus dotiertem amorphem Silizium und transparenten, leitf\u00e4higen Oxidschichten (TCO) zur Aufnahme des erzeugten Stroms aus. Die HJT-Technologie wurde von japanischen Unternehmen (Sanyo\/Panasonic) patentiert. Nach Ablauf des Patentschutzes setzen viele Solarzellenhersteller auf HJT-Technologie, weil sie durch Optimierungen h\u00f6here Wirkungsgrade bei geringeren Produktionskosten erreichen.<\/p>\n

                          Farbige Zellen<\/h3>\n

                          Je nach Technologie ihrer Antireflexschicht weisen Solarzellen charakteristische Farben auf:<\/p>\n

                            \n
                          • Monokristalline Zellen: dunkelblau bis schwarz; mit strukturierter Antireflexschicht anthrazit<\/li>\n
                          • Polykristalline Zellen: hellblau<\/li>\n
                          • Amorphe Siliziumzellen auf Glas: schwarz-violett<\/li>\n
                          • Amorphe Siliziumzellen auf Metallsubstrat: dunkelblau bis anthrazit<\/li>\n
                          • Cadmium-Tellurid-Module: dunkelgr\u00fcn bis schwarz<\/li>\n
                          • Graetzel-Zellen: rot, purpur, gelb, orange, violett (bislang nicht stabil)<\/li>\n
                          • Modifizierte Antireflexschichten lassen Solarzellen in rot, gr\u00fcn, cyan, gelb, violett, magenta, silber, gold, bronze, t\u00fcrkis erscheinen. Dabei leidet die Effizienz und die Kosten steigen.<\/li>\n<\/ul>\n

                            Farbige Module<\/h3>\n

                            Durch Farbauftrag auf oder hinter dem Deckglas oder farbigen Gl\u00e4ser und Folien kann die Erscheinung von Modulen chromatisch beeinflusst werden. Am Markt sind farbige R\u00fcckgl\u00e4ser, keramischer Siebdruck auf dem Glas oder Farbfolien. Neu sind nanotechnologische Folienbeschichtungen, die zwischen Deckglas und Zellnetz einlaminiert werden. So wird der lang gehegte Architektenwunsch nach weissen Modulen erf\u00fcllbar, was allerdings zulasten des Modulwirkungsgrades geht (bis -30%) und den Preis nach oben treibt.<\/p>\n

                            \"\"<\/div>\n
                            Bild. 6.3.18: Siebbedruckte Punktraster auf dem Deckglas von PV-Modulen.<\/div>\n

                            Nicht reflektierende Module<\/h3>\n

                            Normale PV-Module mit Solargl\u00e4ser reflektieren knapp 2 bis 3% des Sonnenlichts an ihrer Oberfl\u00e4che. Ihr Glanz kann dabei in Gegenlichtsituation, z.B. bei Nordd\u00e4chern und Fassaden, als st\u00f6rend wahrgenommen werden. Bei blendarmen oder blendfreien PV-Modulen unterbleiben solche Reflexionen weitestgehend, sofern das reflektierte Licht durch B\u00fcndelaufweitung gestreut wird und die wahrgenommene Leuchtdichte in Gegenlichtsituationen unter der Blendungsschwelle bleibt. Technisch erreicht wird dies mit Strukturgl\u00e4sern, mattierten Glasoberfl\u00e4chen (\u00c4tzen), Amiran-Beschichtungen oder Satinato-Gl\u00e4sern, wobei Letztgenannte am wenigsten verschmutzungsempfindlich sind. Im Trend sind spektral selektiv reflektierende Gl\u00e4ser mit mattierter Oberfl\u00e4che: Sie generieren wenig Energieverlust, sind blendungsarm und farbig.<\/p>\n

                            \"\"<\/div>\n
                            Bild. 6.3.19: Blendfreie farbige Gl\u00e4ser mit nanotechnologischer Beschichtung.<\/div>\n

                            BIPV (Building Integrated PV-Systems)<\/h3>\n

                            Nebst Solaranlagen f\u00fcr die Strom- und W\u00e4rmeerzeugung auf D\u00e4chern setzen sich zunehmend Solarfassaden und solare Applikationen auf hinterl\u00fcfteten Unterkonstruktion und anderen Bauteilen durch. Der wachsende Gestaltungspielraum umfasst neben Photovoltaikmodulen in S\u00fcd- oder Ost- und Westfassaden h\u00e4ufig auch Atrien, Oberlichter, Vord\u00e4cher und Balkonbr\u00fcstungen.<\/p>\n

                            \"\"<\/div>\n
                            Bild. 6.3.20: Kategorisierung in Anlehnung an die Nomenklatur von PVPS Task 15.<\/div>\n
                            <\/div>\n<\/div>\n
                            <\/div>\n
                            \n
                            \n
                            \"\"<\/div>\n
                            Bild. 6.3.21: Beispiele f\u00fcr Geb\u00e4udeintegrationen (BIPV).<\/div>\n
                            \n

                             <\/p>\n<\/div>\n

                            Photovoltaikmodule gelten laut Schweizer F\u00f6rderung und nach Bauproduktenverordnung 305\/2011 der EU als geb\u00e4udeintegriert, wenn sie die Funktion von Geb\u00e4udekomponenten parallel zur Stromproduktion \u00fcbernehmen. Die bauliche Funktion, welche die PV als multifunktionales Element im Geb\u00e4ude leistet, ist generische Voraussetzung f\u00fcr deren Funktionsf\u00e4higkeit. W\u00fcrde die PV-Schicht aus der Geb\u00e4udeh\u00fclle entfernt, w\u00e4re die prim\u00e4re funktionale Voraussetzung der gesamten Geb\u00e4udeh\u00fclle beeintr\u00e4chtigt.<\/p>\n

                            \"\"<\/div>\n
                            Bild. 6.3.22: Potenziale f\u00fcr BIPV-Systeme nach Zonentypen.<\/div>\n
                            \n

                             <\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

                            Die Potenziale f\u00fcr in die Geb\u00e4udeh\u00fclle integrierte PVSysteme finden sich \u00fcberwiegend in Wohn-, Misch-, Gewerbe- und Industriezonen. Es w\u00fcrde daher durchaus Sinn machen, hier \u2013 wie in mehreren Bundesl\u00e4ndern Deutschlands bereits Pflicht \u2013 einen verpflichtenden Minimalanteil f\u00fcr PV-Anlagen gesetzlich festzulegen.<\/p>\n

                            Wer Geb\u00e4ude befenstert und den Einbau von BIPV-Elementen in Fassaden plant, muss sich gut \u00fcberlegen, wie Solarkomponenten in die Geb\u00e4udetopologie integriert werden, ohne dadurch die Tageslichtversorgung und den W\u00e4rmeschutz zu konkurrenzieren. Laut Simulationen mit der Software PVGIS generiert ein Vertikaleinbau von 1 kWp (5 m2<\/sup>) monokristallinen Solarmodulen f\u00fcr Orientierungen von Ost bis West Monatsertr\u00e4ge von 20 bis 80 kWh oder Jahresertr\u00e4ge von 600 kWh und Jahr. Im Vergleich zu einem rein nach S\u00fcden ausgerichteten, optimal mit 35\u00b0 geneigten PV-Modul entspricht dies rund der H\u00e4lfte. Im Grundsatz sind alle Fassaden von Ost \u00fcber S\u00fcd bis West f\u00fcr BIPV geeignet.<\/p>\n

                            \"\"<\/div>\n
                            Bild 6.3.23: Monatsertrag (kWh\/kWp) von monokristalliner BIPV (ca. 5 m2<\/sup>) bei 90% Performance-Ratio, unterschiedlichem Azimut und Einbauwinkel f\u00fcr Standort Z\u00fcrich.<\/div>\n

                            Indach-PV<\/h3>\n

                            Etwa eine Handvoll unterschiedlicher PV-Indachsysteme, welche sich f\u00fcr Neubauten oder Sanierungen anbieten, ist auf dem Schweizer Markt verf\u00fcgbar. Im Solarzeitalter werden mehr und mehr Architekten, Dachdecker und Zimmereien statt Ziegel Module auf Steild\u00e4chern verbauen.<\/p>\n

                            \"\"<\/div>\n
                            Bild. 6.3.24: Solares Indachsystem bei einer Dachsanierung in Buchs mit neuer Lattung, sommerlichem Hitzeschutz und diffusionsoffener, nicht brennbarer Unterdachfolie.<\/div>\n

                            Oberlicht-PV, Atrium-PV<\/h3>\n

                            Bei Oberlichtern und Atriumverglasungen stellt sich h\u00e4ufig das Problem der Verschattung und Lichtfilterung. Statt Verglasung, Sonnen- und Blendschutz in Einzelsystemen \u00fcbereinander zu stapeln, k\u00f6nnen Solarzellen im Glas direkt verschatten und dabei Energie produzieren.<\/p>\n

                            \"\"<\/div>\n
                            Bild. 6.3.25: Pausenhalle einer Schule in Grenoble mit im Verbundsicherheitsglas integrierten Zellen.<\/div>\n

                            Fenster-PV<\/h3>\n

                            Ob als Fl\u00fcgelrahmenverglasung oder eingebaut in Pfostenriegelsysteme: PV-Verglasungen erf\u00fcllen auf einfachste Weise die Anspr\u00fcche an dauerhaften Wetterschutz, Lichtfilterung und integrierte Energieproduktion. Gesch\u00fctzte und unsichtbare Kabelf\u00fchrungen sind dabei fr\u00fchzeitig zu planen.<\/p>\n

                            \"\"<\/div>\n
                            Bild. 6.3.26: Ostfassade der solaren Fitness Unit am EMPANEST in D\u00fcbendorf.<\/div>\n

                            Solargl\u00e4ser (im Boden eingebaute Photovoltaik)<\/h3>\n

                            Solar attribuierte Plattformen oder flachliegende Bauteile sind selten. Erste Versuche mit im Boden, in Terrassen, Plattformen oder Fahrbahnen eingelassenen Solargl\u00e4sern haben sich bei fehlender Rauigkeit als rutschig bei N\u00e4sse und verletzbar in Bezug auf Vandalenakte erwiesen. Dennoch er\u00f6ffnet sich hier f\u00fcr Architekten, Licht und Fassadenplaner innovationstr\u00e4chtige Anwendungsgebiete, weil eine Symbiose von Design, Solartechnik, Fassadenbau und Architektur noch viel Potenzial bis hin zur integrierten Solarkunst am Bau beinhaltet.<\/p>\n

                            \"\"<\/div>\n
                            Bild. 6.3.27: Im Boden eingebaute PV-Module beim \u00abMonument to the Sun\u00bb in Zadar (Kroatien).<\/div>\n

                            Fassaden-Photovoltaik<\/h3>\n

                            Bei fensterarmen opaken Fassaden k\u00f6nnen standardm\u00e4ssig Doppelglasmodule mit bescheidenem Aufwand integriert werden, um damit klassische Baumaterialien zu ersetzen. Die w\u00e4rmebr\u00fcckenfreie Montage, die Einhaltung von Brandschutzvorschriften sowie die Aufnahme von Windlasten und die Auswechselbarkeit der Module zum Beispiel bei h\u00f6heren Bauten stellt weiterhin eine Herausforderung f\u00fcr alle Planungsbeteiligten und die ausf\u00fchrenden Firmen dar.<\/p>\n

                            \"\"<\/div>\n
                            Bild. 6.3.28: D\u00fcnnschichtmodule auf der S\u00fcdfassade eines Industriegeb\u00e4udes in Sch\u00f6tz.<\/div>\n

                            Shadovoltaic-PV<\/h3>\n

                            Will man \u00abschlauen\u00bb Schatten produzieren, sollte die Licht- und Energietransmission des Beschattungselements rund 15% betragen. Entsprechende Belegungsgrade lassen sich durch Solarzellen in Verbundsicherheitsglas erreichen.<\/p>\n

                            \"\"<\/div>\n
                            Bild. 6.3.29: Wegfahrbarer Solarschiebeladen an einem Passivhaus in Pratteln.<\/div>\n

                            Br\u00fcstungs-Photovoltaik<\/h3>\n

                            Absturzsichernde Elemente aus Glas sind bei Balkonen und bodentiefen Verglasungen (French Windows) beliebt. Diese k\u00f6nnen bei geringen Mehrkosten mit Solarzellen belegt werden, denn Verbundsicherheitsglas ist hier ohnehin erforderlich.<\/p>\n

                            \"\"<\/div>\n
                            Bild. 6.3.30: Br\u00fcstungs-Photovoltaik erfordert kaum konstruktiven Zusatzaufwand.<\/div>\n

                            Vordach-Photovoltaik<\/h3>\n

                            Multifunktionale PV-Modulen an Vord\u00e4chern sind architektonische Meisterleistungen, die Licht filtern, zugleich Sonnen- und Witterungsschutz gew\u00e4hrleisten, nicht zur Ausnutzung z\u00e4hlen und viel Energie unabh\u00e4ngig von ihrer Orientierung (Nord, S\u00fcd, Ost oder West) produzieren.<\/p>\n

                            \"\"<\/div>\n
                            Bild. 6.3.31: Multifunktionales PV-Vordach im Attikageschoss eines Wohnhauses in Feldmeilen.<\/div>\n

                            Vom Modul zum System<\/h3>\n

                            In einer klimaneutral elektrifizierten Welt wachsen die Anwendungsbereiche f\u00fcr Energieerzeugung, Heizung und Mobilit\u00e4t mit dezentraler Speicherung zusammen. Solarfirmen werden tendenziell zu Anbietern von integralen Photovoltaik-Komplettl\u00f6sungen: Sie liefern neben Modulen, Unterkonstruktion und Wechselrichtern auch Batteriespeicher, Wallboxen f\u00fcr Elektroautos, Notstromsysteme oder W\u00e4rmepumpen samt Boiler-Heizeinsatz und Energiemanagementsystem.<\/p>\n

                            Dabei kann sich auch die geb\u00e4udeintegrierte Photovoltaik zur gewerke\u00fcbergreifenden Querschnittsdisziplin entwickeln, deren Projektbearbeitung die koordinative Zusammenarbeit von Architekten mit Brandschutzplanern, HLKSE-Ingenieuren, Fassadenbauern, Solarprofis, Modulherstellern, Statikern und IT-Spezialisten erfordert. Zu den klassischen Dom\u00e4nen hinsichtlich Statik, Wasserdichtigkeit, Hinterl\u00fcftung, Schnee-, Brand- und Windlast, Asbest- oder W\u00e4rmebr\u00fcckenfreiheit kommen neue Disziplinen wie Blitzschutz, Potenzialausgleich, \u00dcberspannungsschutz u.a.m. hinzu. Entsprechend wird von Planern und Handwerkern gewerke\u00fcbergreifend engagiertes Denken und Handeln bei geb\u00e4udetechnischen Systemen erwartet. Der angelaufene Solar-Boom l\u00f6st zusammen mit dem Technologiewandel erheblichen Fachkr\u00e4ftebedarf aus. Sollte es an \u00abBodenpersonal\u00bb, Teamwork und praktischer Intelligenz entlang der Wertsch\u00f6pfungskette fehlen, droht der solar gest\u00fctzten Energiewende am Bau allerdings das Scheitern.<\/p>\n

                            \"\"<\/div>\n
                            Bild. 6.3.32: Festlegungen f\u00fcr Solarprojekte im Planungs- und Realisierungsprozess.<\/div>\n

                            Kostensenkungsdruck<\/h3>\n

                            Die Planung, Fertigung und Montage von BIPV bewegt sich technisch noch auf dem Stand von Manufakturen, wenn in hintereinander gestaffelten Prozessen Komponenten von unterschiedlichen Leistungstr\u00e4gern zusammengef\u00fcgt werden. Dabei beinhalten viele Schnittstellen im Hochpreisland Schweiz meist hohe Kosten und Risiken. So ist es z.B. problematisch, wenn zur Aufnahme von Halterungen f\u00fcr Unterkonstruktionen pro Quadratmeter bis zu 4 L\u00f6cher in Prim\u00e4rfassaden gebohrt werden, die am Ende w\u00e4rmebr\u00fcckenfrei, kraftschl\u00fcssig, wind- und wasserdicht sein sollten. Entsprechend ung\u00fcnstig stellt sich die Kostenstruktur von BIPV-Fassaden dar. Die Kosten der Solarmodule betragen kaum ein Viertel der gesamten Systemkosten. Kommen zu Unterkonstruktion und Modulen noch Zusatzkosten f\u00fcr Strukturgl\u00e4ser, Spezialfolien, keramische Sieb- oder Folienbedruckung oder Glaskantenbearbeitung hinzu, verfl\u00fcchtigt sich der Wille zum Bau von BIPV h\u00e4ufig.<\/p>\n

                            \"\"<\/div>\n
                            Bild 6.3.33: Die Kostenstruktur von BIPV-Fassaden enth\u00e4lt viel Sparpotenzial.<\/div>\n<\/div>\n

                            Standardisierung<\/h3>\n

                            BIPV d\u00fcrfte sich schwertun, solange<\/p>\n

                              \n
                            • die Kosten im Vergleich zu Freifl\u00e4chen und Aufdachanlagen auf hohem Niveau verharren;<\/li>\n
                            • System-Know-how seitens beteiligter Planer, Bauherren und Unternehmer fehlt;<\/li>\n
                            • Architekten immer neue Unikate anstelle von Serienprodukten herstellen wollen;<\/li>\n
                            • \u00a0die Komplexit\u00e4t in Fertigungs- und Montageprozessen hoch bleibt.<\/li>\n<\/ul>\n
                              \"\"<\/div>\n
                              Bild 6.3.34: Die Montagezeiten am Bau lassen sich mit vorfabrizierten Grossmodulen und Roboterverklebungen der Unterkonstruktion drastisch reduzieren.<\/div>\n
                              <\/div>\n
                              <\/div>\n

                              Erfolgversprechende Wege aus der Kostenfalle leiten sich aus dem in der Industrie hochgeladenen Grundsatz \u00abMore for less\u00bb her (mehr Leistung f\u00fcr weniger Geld). Dies impliziert Standardisierung:<\/p>\n

                                \n
                              • gr\u00f6ssere Dimensionen und Serien mit reduzierter Anzahl verwendeter Bauteile;<\/li>\n
                              • k\u00fcrzere Montagezeiten durch parametrisierte Fertigung;<\/li>\n
                              • weniger Beteiligte am Bauprozess \u2013 mehr Vorfabrikation und Systeml\u00f6sungen;<\/li>\n
                              • minimierte Anzahl an w\u00e4rmebru\u0308ckenfreien Aufh\u00e4ngungen;<\/li>\n
                              • erh\u00f6hte Genauigkeit bei der Montage (leichte Auswechselbarkeit bei Ersatz);<\/li>\n
                              • Verzicht auf leistungsmindernde und kostentreibende Designattribute.<\/li>\n<\/ul>\n

                                Normen, Richtlinien<\/h3>\n

                                Photovoltaikanlagen, die bei Lichteinfall unter elektrischer Spannung stehen und Strom erzeugen, m\u00fcssen neben den bautechnischen Normen auch elektrotechnische und brandschutzspezifische Vorschriften erf\u00fcllen. Letztere sind in der Schweiz (ohne Anspruch auf Vollst\u00e4ndigkeit):<\/p>\n

                                  \n
                                • NIN und NIV (Niederspannungsinstallationsnorm und -verordnung), insbesondere die ESTI-Vorschrift Nr. 233.0710 Solar-Photovoltaik (PV)-Stromversorgungssysteme<\/li>\n
                                • Leits\u00e4tze SEV4022 Blitzschutzsysteme, insbesondere die zugeh\u00f6rige Erl\u00e4uterung \u00abPhotovoltaikanlagen; \u00dcberspannungsschutz und Einbindung in das Blitzschutzsystem\u00bb<\/li>\n<\/ul>\n

                                  Als Bauprodukte m\u00fcssen Komponenten von Photovoltaik-Indachsystemen die g\u00e4ngigen Normen und Vorschriften ber\u00fccksichtigen, insbesondere:<\/p>\n

                                    \n
                                  • Norm SIA 232\/1 \u00abGeneigte D\u00e4cher\u00bb<\/li>\n
                                  • Norm SIA 261 \u00abEinwirkungen auf Tragwerke\u00bb<\/li>\n
                                  • Leits\u00e4tze SEV 4022:2008 \u00abBlitzschutzsysteme\u00bb<\/li>\n
                                  • Merkblatt \u00ab\u00dcberspannungsschutz und Einbindung in das Blitzschutzsystem\u00bb<\/li>\n
                                  • Gestalterische und bewilligungstechnische Aspekte, Vorschriften und Richtlinien (z.B. Raumplanungsgesetz\/Denkmalpflege, je nach Gemeinde different)<\/li>\n
                                  • VKF: Brandschutznorm, Richtlinien und Merkbl\u00e4tter<\/li>\n<\/ul>\n

                                    In der EU sind die PV-Normen IEC 61215 und 61730 nur f\u00fcr einen Typ (gepr\u00fcfte Gr\u00f6sse) g\u00fcltig.<\/p>\n

                                      \n
                                    • \u00a0BIPV-Module; Deutsche Fassung EN 50583-1:2016 Anforderungen an Moduldesign, Leistung usw.:\n
                                        \n
                                      • Mechanische Festigkeit und Standsicherheit<\/li>\n
                                      • Sicherheit im Brandfall (Brandschutz)<\/li>\n
                                      • Hygiene, Gesundheit und Umweltschutz<\/li>\n
                                      • Nutzungssicherheit<\/li>\n
                                      • Schallschutz<\/li>\n
                                      • Energieeinsparung, W\u00e4rmeschutz<\/li>\n
                                      • Nachhaltigkeit<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<\/ul>\n

                                        6.3.5 Weiterf\u00fchrende Informationen<\/h2>\n

                                        \u00abPhotovoltaikanlagen\u00bb (Buch + E-Book); Christof Bucher; Faktor-Verlag; Z\u00fcrich 2022<\/p>\n

                                        \u00abWie erreichen wir die Energiewende konkret?\u00bb; Josef Jenni; Eigenverlag Jenni Energietechnik; Oberburg bei Burgdorf 2015<\/p>\n

                                        \u00abIntegrale Solararchitektur \u2013 \u00e4sthetisch herausragende Bauten als Energieerzeuger\u00bb; Minergie Schweiz und Bundesamt f\u00fcr Energie; Bern 2015<\/p>\n

                                        \u00abRegenerative Energiesysteme \u2013 Technologie \u2013 Berechnung \u2013 Simulation\u00bb; Volker Quaschning; Hanser Verlag; M\u00fcnchen 2013<\/p>\n

                                        \u00abSolararchitektur f\u00fcr Europa\u00bb; Astrid Schneider; Birkh\u00e4user Verlag; Basel \u2013 Bosten \u2013 Berlin 1996<\/p>\n

                                        \u00abPhotovoltaik \u2013 Strom ohne Ende\u00bb; Thomas Seltmann; Verlag Solarpraxis; Berlin 2009<\/p>\n

                                        \u00abPhotovoltaik in Geb\u00e4uden \u2013 Handbuch f\u00fcr Architekten und Ingenieure\u00bb; Heinz Hullmann; Fraunhofer IRB Verlag, Stuttgart 2000<\/p>\n

                                        \u00abGeb\u00e4udeintegrierte Photovoltaik \u2013 Architektonische Integration der Photovoltaik in die Geb\u00e4udeh\u00fclle\u00bb; Ingo B. Hagemann; Verlag Rudolf M\u00fcller; K\u00f6ln 2002<\/p>\n

                                        \u00abDesigning with Solar Power \u2013 a source book for building integrated Photovoltaics (BIPV)\u00bb; Deo Prasrad & Mark Snow; University of South Wales; The images publishing group 2005 Merkbl\u00e4tter von SWISSOLAR Nr. 1 bis 15, Schweizerischer Fachverband f\u00fcr Solarenergie, Z\u00fcrich, 2022: KEV und Einmalverg\u00fctung \/ Projektablauf \/ Erdung, Blitz- und \u00dcberspannungsschutz \/ Versicherungen \/ Vorsorge f\u00fcr allf\u00e4llige Feuerwehreins\u00e4tze \/ Sammlung von anwendbaren Vorschriften \/ Netzanschluss \/ Abnahme- und Inbetriebnahmeprotokoll (Mess- und Pr\u00fcfprotokoll) \/ Kantonale und eidgen\u00f6ssische Steuerpraxis \/ Recycling und Entsorgung von PV-Modulen \/ \u00d6kobilanz der Stromerzeugung durch Photovoltaik<\/p>\n

                                        6.3.6 Simulationssoftware, Designtools und Links<\/h2>\n

                                        \u00abPolysun\u00bb; Berechnungstool f\u00fcr die Bereiche Solarthermie, Photovoltaik, W\u00e4rmepumpen und Geothermie; http:\/\/www.velasolaris.com<\/p>\n

                                        \u00abT Sol 5\u00bb; Dynamisches Simulationsprogramm zur Auslegung und Optimierung von thermischen Solaranlagen; http:\/\/www.valentin-software.com<\/p>\n

                                        \u00abSolar Toolbox\u00bb; Online-Solarthermie- & Photovoltaik-Berechnung; http:\/\/www.solar-toolbox.ch<\/p>\n

                                        \u00abPV Sol Professional\u00bb; Dynamisches Simulationsprogramm mit 3DVisualisierung und detaillierter Verschattungsanalyse f\u00fcr netzgekoppelte PV-Anlagen; http:\/\/www.valentin-software.com<\/p>\n

                                        \u00abPVGIS\u00bb; Gratis-Tool zur Berechnung von Ertragsprognosen; http:\/\/www.photovoltaik-web.de<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

                                        6.3.1 Energieziele und F\u00f6rderung von Solarkollektoren und Photovoltaik Bild 6.3.1:\u2002F\u00fcr den An-, Auf- oder Einbau von Kollektoren und Solarpanels in Geb\u00e4udeh\u00fcllen sind viele Arten denkbar. In der EU m\u00fcssten gem\u00e4ss EU-Richtlinie 2010\/21 ab 2020 alle neuen Geb\u00e4ude \u00abNearly-Zero Energy Buildings\u00bb sein (nZEBs oder Nullenergiegeb\u00e4ude): Damit sollen die CO2-Emissionen bis 2050 gegen\u00fcber 1990 um 80 % […]<\/p>\n","protected":false},"author":8,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[12],"tags":[],"class_list":["post-1866","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-sonnenenergienutzung"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/enbau-online.ch\/bautechnik-der-gebaeudehuelle\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1866","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/enbau-online.ch\/bautechnik-der-gebaeudehuelle\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/enbau-online.ch\/bautechnik-der-gebaeudehuelle\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/enbau-online.ch\/bautechnik-der-gebaeudehuelle\/wp-json\/wp\/v2\/users\/8"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/enbau-online.ch\/bautechnik-der-gebaeudehuelle\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=1866"}],"version-history":[{"count":12,"href":"https:\/\/enbau-online.ch\/bautechnik-der-gebaeudehuelle\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1866\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":4842,"href":"https:\/\/enbau-online.ch\/bautechnik-der-gebaeudehuelle\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1866\/revisions\/4842"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/enbau-online.ch\/bautechnik-der-gebaeudehuelle\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=1866"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/enbau-online.ch\/bautechnik-der-gebaeudehuelle\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=1866"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/enbau-online.ch\/bautechnik-der-gebaeudehuelle\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=1866"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}