Solarfassade: eine vertikale Photovoltaikanlage

Mit der Energiestrategie 2050 des Bundes nimmt sich die Schweiz viel vor. Im Frühjahr 2017 beschloss das Stimmvolk an der Urne: den Ausstieg aus der Kernenergie, mehr Energie sparende Häuser und einen massiven Zubau an dezentraler Energieproduktion aus erneuerbaren Quellen. Zum Rückgrat einer nachhaltigen Energieversorgung wurde also das Gebäude bestimmt, das nicht nur energieeffizienter funktioniert, sondern am Standort selbst auch Energie – in Form von Wärme und/oder Strom – aktiv gewinnt. Das Haus als Energiehub, das mehr Energie erzeugt als konsumiert, ist für die Gesetzgeber effektiv ein mittelfristig einzuführender Neubau-Standard.

Noch ist es nicht soweit: Die meisten Kantone haben sich erst den Mustervorschriften der Kantone im Energiebereich (MuKEn) Version 2014 angeschlossen und ihre eigenen Bau- und Energiegesetze daran angepasst. Diese nehmen erste Schritte hin zur Energiewende vorweg: Ein Ersatz von fossilen Heizungsanlagen ist nurmehr unter strengen Auflagen erlaubt. In der Regel muss ein Mindestanteil von 10 bis 20 % der Wärme mit erneuerbaren Energien erzeugt werden. Und für Neubauten möchten viele Kantone demnächst die Pflicht einführen, einen Mindestanteil des benötigten Stroms vor Ort selbst zu erzeugen.

Die Praxis und der Stand der Technik zeigen, wie das bereits geht: Zum einen ist die Wärmepumpe, die ihre Grundenergie entweder aus dem Erdreich oder der Aussenluft bezieht, im Neubaubereich schon länger erste Wahl. Und zum anderen lässt sich deren Antriebsenergie, nämlich Strom, mithilfe einer eigenen Photovoltaikanlage fast vollständig selbst erzeugen. Zur möglichst hohen Eigenversorgung mit Strom stehen einem Hausbesitzer oder einer Hausbesitzerin mit dem Dach, den Fassaden oder auch den Balkonbrüstungen jeweils ausreichende Flächen dafür zur Verfügung. Gemessen am Energiebedarf für den Betrieb von Heizung und Warmwassersystem lässt sich so eine ausgeglichene Jahresbilanz in der Ertragsrechnung ausweisen. Solarfassaden helfen sogar, Versorgungslücken im Winter besser zu überbrücken.

Solarfassade: ein multifunktionales, ästhetisches Bauteil

Die Verkleidung einer Fassade muss einiges leisten: Sie bietet Schutz vor Witterungseinflüssen, hält Hagelkörnern stand und ist ausserdem das ästhetische Aushängeschild des ganzen Gebäudes. Selbst die an sich fein wirkenden Photovoltaikmodule eignen sich dazu, kleine bis grosse Häuser robust und variantenreich einzukleiden. Bisweilen ist eine Solarfassade längst nicht mehr als solche zu erkennen.

Die Produktion von Solarstrom an der Fassade macht vor allem aber energetisch Sinn. Im Vergleich zu einer PV-Dachanlage schwanken die Erträge im Tages- und Jahresverlauf weniger stark. Eine Ostfassade beginnt unmittelbar ab Sonnenaufgang mit der Stromproduktion am frühen Morgen. Und die Westfassade nutzt das Sonnenlicht am Abend bis zum letzten Strahl. Die Ertragskurven von Häusern mit Solardach und -fassaden glätten so den typischen Mittagspeak aus. Ein vergleichbarer Ausgleichseffekt tritt auch im Jahresgang auf: Während PV-Dächer im Sommer auf Hochtouren produzieren, liefern Solarfassaden fast die Hälfte ihres Jahresertrags im Winter ab. Gemäss wissenschaftlichen Analysen von vertikalen PV-Anlagen erzeugen Dachanlagen 25 Prozent des Jahresstroms im Winter; bei Solarfassaden steigt der Anteil auf 45 Prozent. Insofern ist nachvollziehbar, was die Solarbranche nun fordert: Der Ausbau von Solarfassaden sei wichtig. Das im Jahresgang relativ ausgeglichene Produktionsprofil hilft, Versorgungsengpässe im Winter zu verringern. Denn gerade in der kalten Saison steigt jeweils der Energiebedarf.

Das Potenzial für mehr Solarstrom von Gebäudefassaden ist beträchtlich. Eine Studie der Firma Meteotest ergab, dass die am besten geeigneten Fassaden hierzulande jährlich fast 6 Terawattstunden (6 Milliarden Kilowattstunden) PV-Strom bereitstellen könnten. Das sind 10 Prozent des gesamten Stromverbrauchs der Schweiz. Wer sich über das Potenzial ins Bild setzen will, kann mit der interaktiven Website www.sonnenfassade.ch eine Berechnung für die eigene Liegenschaft durchführen. Das vom Bundesamt für Energie betriebene Portal zeigt interessierten Hauseigentümerschaften darüber hinaus wichtige Informationen zu Standorteignung und Wirtschaftlichkeit an. Dass auch weniger günstige Lagen, etwa in dichten Zentren mit Schattenwurf, geeignet erscheinen, zeigt die bisherige Praxis: Einige viel beachtete Pilotprojekte mit farbigen oder vielfältig gestalteten Solarfassaden wurden mitten in einem städtischen Umfeld realisiert. 

PV-Hülle: Wie wirtschaftlich sind sie?

Trotz leicht zugänglicher Anfangsinformationen ist der Beizug von Fachspezialisten für die weitere Planung und eine Wirtschaftlichkeitsberechnung zwingend. Letztere beginnt mit der Definition des eigenen Strombedarfs. Der benötigte Gesamtertrag ist nur ein Teil davon; wesentlicher für den wirtschaftlichen Betrieb ist ein optimierter Direktverbrauch des Eigenstroms. Denn so werden Überschüsse verhindert, die sonst zu einem ungünstigen Tarif in das öffentliche Netz abgegeben werden müssten.

Zwar ist der Konstruktionsaufwand für eine Solarfassade einer herkömmlichen hinterlüfteten Fassade vergleichbar. Im Vergleich zu vorgehängten Glas-, Metall- oder Eternit-Fassaden sind vertikale PV-Anlagen fast immer doppelt so teuer. Zwar sind sich Solarfachleute durchaus bewusst, dass PV-Module an einer Wand mehr kosten als auf dem Dach. Aber genauso gilt, dass der Aufpreis in der Regel problemlos amortisierbar ist. Ausgenommen der elektrotechnischen Bestandteile beträgt die Lebensdauer von PV-Fassadenbauteilen 25 Jahre. In dieser Periode beeinflussen neben dem Energieertrag auch die zukünftigen Strompreise die Wirtschaftlichkeitsrechnung mit.

Gebäude integrierte PV: zusätzlicher Support wünschenswert

Der Bau von Photovoltaikanlagen wird staatlich mit einer Einmalvergütung finanziell unterstützt. Dazu gehört seit kurzem auch ein Bonus für Solarfassaden; bei der Vergütung der Anfangsinvestition werden Anlagen mit einem Neigewinkel über 75° finanziell belohnt. Und wer in der St. Galler Gemeinde Weesen am Walensee ein Haus mit Solarfassade baut, kann von einer Zusatzförderung für «schön integrierte Fassadenanlagen» profitieren.

Bezüglich des Brandschutzes sind zudem vereinfachte Bewilligungsverfahren in Sicht. Der Fachverband Swissolar und die Vereinigung der kantonalen Feuerversicherungen (VKF) sind daran, den Stand der Technik von PV-Gebäudefassaden zu definieren. Für Häuser mit einer Maximalhöhe von 11 Metern sind jedoch heute schon keine erhöhten Anforderungen zu erfüllen. Bei der Ästhetik gibt es aber noch einige Vorurteile auszuräumen, wobei die jährlich zunehmenden Beispiele beweisen, wie geschickt die Architektur mit den Solarmodulen umgeht respektive welche Vielfalt die Solarindustrie inzwischen anbieten kann. Erhältlich sind Solarmodule in unterschiedlichen Farben, Texturen und Grössen. Und das Gute daran ist auch: Viele dieser Fabrikate stammen von Herstellern aus der Schweiz.  

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