Construct PV – Elektrisch erprobte BIPV-Schindeln für Fassade oder Dach

Im EU-Projekt »Construct PV« werden kundenspezifisch hergestellte PV-Module für die Bauwerksintegration (BIPV) entwickelt und in Pilotanwendungen erprobt. Das Projekt konzentriert sich auf BIPV-Anwendungen im opaken Bereich der Gebäudehülle. Bei den Entwicklungen wird Priorität auf hohen Ertrag, ansprechende Ästhetik und niedrige Kosten gelegt, wobei nicht nur die Herstellungskosten für die Module, sondern auch die Kosten für die Planung, Installation und den Betrieb berücksichtigt werden. Dabei wird insbesondere Wert darauf gelegt, dass sich die zusätzlichen Investitionskosten [€/m²] amortisieren, die wegen der Integration der Funktion »Solarstromerzeugung« bei der Gebäudehülle anfallen. Im Projekt wurden mehrere Neuentwicklungen zum Patent angemeldet, in diesem Beitrag werden neu entwickelte BIPV-Schindeln und ihr erfolgsversprechendes elektrisches Verhalten unter klimatischer und mechanischer Lasten dargestellt.

Eine der Neuentwicklungen im Projekt »Construct PV« sind BIPV-Schindeln zur Integration in die Fassade oder ins Dach. Dabei bilden die Module die wasserführende Schicht der Gebäudehülle und ersetzen somit die Dachziegel oder eine Fassadenverschalung. Die Wasserdichtigkeit ist ab einem Neigungswinkel von 10° gewährleistet. Die verwendeten Glas-Glas-Module enthalten hocheffiziente kristalline Heterojunction-Solarzellen vom Projektpartner Meyer Burger, die mit vielen dünnen und aus der Ferne unsichtbaren Drähten in »smart wire« Technologie elektrisch verbunden sind.

Die Module sind auf Bitumenschindeln befestigt, die ihrerseits durch einfaches Nageln auf eine Holz-Unterkonstruktion befestigt werden können. Die Bitumenschindel unter dem PV-Modul kann die gleiche Oberfläche aufweisen wie die benachbarten konventionallen Schindeln, so dass eine einheitliche Optik hergestellt werden kann. Als Oberflächen für die Schindeln sind insbesondere dünne Metallkaschierungen aus Kupfer oder Edelstahl möglich. Die Schindeln können mit einem Teppichmesser im Randbereich zugeschnitten werden und lassen sich so einfach vor Ort an die Gegebenheiten anpassen. Dadurch ist keine hochpräzise Vermessung der Einbausituation vor der Fertigung von kundenspezifischen Elementen notwendig. Die industriell vorgefertigten BIPV-Schindeln stellen somit zusammen mit den umliegenden Schindeln ein System dar, das Planungs- und Installationskosten senkt und bei dem keine hohen Anforderungen an den Ausbildungsstand der Monteure gestellt werden.

Nachdem die neu entwickelten BIPV-Schindeln in Testdachaufbauten bei Projektpartnern als Bauteile erprobt wurden, sind ihre elektrischen Eigenschaften im akkreditierten TestLab PV Modules am Fraunhofer ISE geprüft worden. Für den ungewöhnlichen Materialverbund aus Glas-Glas-PV-Modulen und Bitumenschindeln wurden diejenigen klimatischen und mechanischen Prüfungen aus der Norm IEC 61215-1/-2:2016 »Design qualification and type approval« ausgewählt, die im Hinblick auf die Modulleistung für kritisch eingestuft wurden. Nach der Eingangscharakterisierung u. a. der Modulleistung unter STC-Bedingungen wurden folgende Prüfungen durchgeführt: Licht-induzierte Degradation, UV-Prüfung, Temperaturwechselprüfung, Feuchte-Wärme-Prüfung und Feuchte-Frost-Prüfung.  Nach allen Prüfungen lag die STC-Leistung der BIPV-Module innerhalb der von der Norm geforderten Grenzen. Diese Testergebnisse bieten dem Hersteller Tegola gute Voraussetzungen für das Bestehen der vollständigen IEC-Prüfungen und damit auch für die Produktzulassung.

Weitere Ansprechpartner:
Helen Rose Wilson, Johannes Eisenlohr, Martin Heinrich, Alma Spribille