Solarfassade: Für Solarenergie braucht man kein Dach

Die meisten Menschen platzieren Sonnenkollektoren oder Photovoltaik-Module auf einem Dach, wenn sie mit Sonnenenergie Wärme beziehungsweise Strom gewinnen möchten. Dafür gibt es gute Gründe. Die Installation auf dem Dach ist aber nicht die einzig mögliche Variante. Als eine Alternative eignet sich die Solarfassade. Ob sich solch eine Anlage rentiert, hängt von Faktoren wie der eingesetzten Technik und der Himmelsrichtung ab, in die die Fassade zeigt.
Christian Märtel
Dieser Artikel wurde von
Christian Märtel für www.Solaranlagen-Portal.com verfasst.
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Solarfassaden machen Sonnenenergie nutzbar

Inhalt:

Wie auf dem Dach können Sie an der Fassade zwei Arten der Solaranlage installieren: Sie können mit Solarkollektoren Wärme (Solarthermie) oder aber mit Solarmodulen Strom (Photovoltaik) produzieren. Solarthermie erwärmt Trinkwasser für Küche und Bad oder unterstützt das Heizsystem. Solarstrom produzieren Sie für den Eigenbedarf oder speisen ihn ins öffentliche Netz ein, wofür Sie eine Einspeisevergütung erhalten. Sie verringern also eigene Energiekosten und verdienen noch etwas dazu.

Eine Solarfassade kann nicht nur eine Photovoltaikfassade ODER eine Anlage für Solarthermie sein. Es gibt auch Hybridanlagen. Sie wandeln Sonnenenergie in Strom UND in Wärme um. Damit sind sie aber keineswegs immer der optimale Kompromiss. Oft produzieren sie weniger von der jeweiligen Energie als ein System, das ausschließlich für Strom oder Wärme konzipiert ist.

vertikal montierte Solarmodule - Photovoltaikfassade an EinfamilienhausVertikale Installation von Photovoltaikmodulen, Foto: Hermann, AdobeStock.com

Solarfassade – Vorteile und Nachteile

Die Solarfassade bietet Ihnen die Möglichkeit, Sonnenenergie zu nutzen. Das ist ihr großer Vorteil. Mit einer Solarmodul- oder Kollektorfläche auf dem Dach erreichen Sie aber genau dasselbe. Vor- und Nachteile der Solarfassade zeigen sich deshalb vor allem im Vergleich zur Dachanlage.

Vorteile einer Solarfassade Nachteile einer Solarfassade
✔️ Vielseitig ❌ Ertrag geringer
✔️ Große Fläche nutzbar ❌ Nicht in jedem Gebäude möglich
✔️ Ästhetik ❌ Kosten höher, Rendite geringer
✔️ Schnee ist kein Problem

Vorteile

Vielseitigkeit: Solarmodule für die Fassade können mehrere Funktionen besitzen. Sie können zugleich Teil eines Wärmedämmsystems sein, Schallschutzeigenschaften haben und andere Fassadenteile vor Wind und Wetter schützen.

Größere Fläche: Die Fassadenfläche ist größer als das Dach. Dadurch können Sie häufig eine größere Fläche für Module und Kollektoren nutzen. Ob Sie deshalb durch die Solarfassade mehr Energie gewinnen, ist aber keineswegs sicher. Die Solarfassade ist unter den gleichen Bedingungen nämlich meistens weniger effektiv als die Solaranlage auf dem Dach.

Ästhetik: Insbesondere Dünnschichtmodule für die Photovoltaikfassade können Sie als architektonisch reizvolle Elemente einsetzen. Die Module sind in vielen Farben erhältlich, ohne dass sich der Ertrag der Photovoltaikanlage deutlich verringert.

Schnee ist kein Problem: Module und Kollektoren auf dem Schrägdach können im Winter durch Schnee bedeckt werden. Schneelast und Windlast können außerdem die Solarmodule in Mitleidenschaft ziehen. Dann sind sie im ungünstigsten Fall vorübergehend unbrauchbar. Das passiert bei senkrecht an der Fassade installierten Modulen und Kollektoren nicht.

Nachteile

Energieausbeute: Im Vergleich zu schräg auf Dächern angebrachten Kollektoren und Modulen haben Solarfassaden – bei weitgehend ähnlichen Umgebungsbedingungen – eine geringere Energieausbeute. Ein grober Orientierungswert: Solarfassaden sind um etwa 30 Prozent weniger effizient als eine vergleichbare Dachanlage. Warum ist das so? Die Solarstrahlung trifft bei einer senkrechten Fassade oft ungünstiger auf Module oder Kollektoren. Der Nachteil an PV-Leistung ist im Winter aber geringer als im Sommer. In den Wintermonaten steht die Sonne tiefer, sodass die Strahlung senkrechte Kollektoren oder Module besser erreicht.

Senkrecht verbaute Module und Kollektoren sind zudem nicht die einzige Option. Ingenieure und Architekten bieten Alternativen wie die gefaltete Solarmembrane für die Photovoltaik. Diese Fassaden-Elemente optimieren den Winkel, in dem die Module zur Sonne stehen. Dadurch wird die Sonnenenergie besser genutzt und die Fassade genügt zugleich selbst hohen ästhetischen Ansprüchen.

Nicht integrierbar in jedes Bestandsgebäude: Obwohl es viele unterschiedliche Lösungen für Solarfassaden gibt, lassen sie sich in manch einen Architekturstil nur schlecht integrieren. Darüber hinaus kann es zur Herausforderung werden, die Solarfassade so zu bauen, dass bestehende Wärmedämmsysteme nicht beschädigt werden.

Insbesondere aufgrund des oftmals niedrigeren Ertrags ist die Solarfassade STATT einer Dachanlage selten eine gute Option. Die Solarfassade kann eine Solaranlage auf dem Dach aber gut ergänzen, sodass die gesamte Solartechnik mehr Wärme oder Strom als reine Dachanlagen produziert.

Als Ersatz einer Dachinstallation eignet sich die Solarfassade beispielsweise, wenn die Bedingungen für die Installation auf dem Dach ungünstig sind - zum Beispiel bei einer nachteiligen Dachausrichtung. Das ist unter anderem bei einem Haus mit einem nach Norden ausgerichteten Pultdach der Fall. Werden große Bereiche der Dachfläche durch Bäume oder andere Gebäude verschattet, kann eine unverschattete Solarfassade ebenfalls die bessere Wahl sein.

Sind Solarfassaden für jede Immobilie geeignet?

Grundsätzlich eignet sich eine Solarfassade für ein Einfamilienhaus ebenso wie für ein großes Bürogebäude. Allerdings rentiert sie sich nicht immer. Und wenn sie sich rentiert, dann kommt nicht unbedingt jede technische Lösung infrage.

Ein Beispiel: Für eine Photovoltaikfassade können Sie Dünnschicht- oder kristalline Module installieren (Monokristalline Solarmodule oder polykristalline Solarmodule). Beide wandeln Sonnenlicht in elektrische Energie. Dünnschichtmodule sind aber dünner und leichter. Sie lassen sich dadurch besser in eine Fassade integrieren. Der Wirkungsgrad marktreifer Dünnschichtmodule ist aber bisher niedriger als der kristalliner Module. Er gibt an, wie viel Prozent der auf das Modul treffenden Sonnenenergie in Strom umgewandelt wird.

Bei kristallinen Solarmodulen ist der Wirkungsgrad höher, sodass sie teils viel mehr Strom als Dünnschichtmodule liefern. Sie sind aber dicker und schwerer. Wenn Sie kristalline Module nutzen, benötigen Sie für die Photovoltaikfassade ein Montagesystem mit Gestellen. Mit ihnen befestigen Sie die Module an der Fassade. Bei dieser Art der Installation spricht man von einer Kaltfassade. Im Gegensatz dazu steht die Warmfassade, bei der die Dünnschichtmodule zum Beispiel als Ersatz für Putz in die Fassade integriert sind.

Grundsätzlich können Sie für die Solarfassade dieselben Module nutzen wie für das Dach. Allerdings sind nicht alle Module für beide Einsatzzwecke gleich gut geeignet. Bei der Photovoltaikfassade im Einfamilienhaus ist die Photovoltaik Montage kristalliner Module beispielsweise aufwändig. Sie werden deshalb für die Dachinstallation häufiger als für die Fassade eingesetzt.

Eine Frage bleibt: Lohnen sich Solaranlagen in der Fassade nur für Neubauten oder ist eine Solarfassade für den Altbau ebenfalls gut geeignet? Antwort: manchmal ja. Allerdings fällt die Kosten-Nutzen-Rechnung seltener als beim Neubau positiv aus. Steht ohnehin eine größere Fassadensanierung an, kann aber beispielsweise ein intelligentes System aus Wärmedämmung und Solarfassade eine gute Wahl sein. Für eine reine Modernisierung in einem Altbau ohne Sanierungsbedarf lohnt sich die Solarfassade im Altbau oft nicht.

Braucht man für eine Solarfassade eine Genehmigung?

Die Landesbauordnungen schränken die Gestaltung und Änderung von Fassaden kaum ein. Deutlich eingeschränkter sind Sie bei denkmalgeschützten Gebäuden, bei denen Solarfassaden im ungünstigen Fall unmöglich sein können. Problematisch kann zudem der Bebauungsplan für das Gebiet sein, auf dem Ihr Haus steht. Er schränkt Ihre Freiheit in der Fassadengestaltung eventuell ein. Deshalb sollten Sie sich vor der Installation einer Solarfassade genau informieren, was erlaubt ist.

Viele Faktoren beeinflussen den Ertrag von Solarfassaden

Wie das nach Süden zeigende Dach ist die nach Süden zeigende Fassade besonders ertragreich, wenn andere Faktoren dem nicht entgegenstehen (z.B. Verschattung). Die nach Osten oder Westen zeigende Solarfassade eignet sich weniger gut, die nach Norden zeigende schlecht. Einen Einfluss auf den Ertrag haben neben der Himmelsrichtung Faktoren wie die Art und der Wirkungsgrad der Module und Kollektoren und die Gesamtfläche der Fassade, die Sie mit Modulen oder Kollektoren bestücken.

Photovoltaikfassade: Strom aus eigener Produktion

Solarfassaden zur Produktion von Solarstrom nennt man auch „Building Integrated Photovoltaics“ (BIPV) oder auf Deutsch: gebäudeintegrierte Photovoltaik (GIPV). Für die Photovoltaikfassade existieren verschiedene Lösungen, bei der Sie Solartechnik auch für Fenster und Balkone einsetzen können. Transparente Solarzellen eignen sich beispielsweise, um Fensterglas für die Stromproduktion zu nutzen. Wenn Sie zusätzlich Solarmodule an der Außenhaut des Hauses installieren, entsteht ein ganzheitliches Konzept, das alle Elemente der Fassade optimal für die Stromproduktion nutzt.

Beispiele für den Stromertrag der Photovoltaikfassaden

Wie bereits erwähnt, sind für die Erträge einer Solarfassade viele Faktoren verantwortlich. Um konkrete Zahlen zu liefern, kann man deshalb nur mit Beispielprojekten arbeiten. Eins davon liefert das Unternehmen Drees & Sommer. Es ließ die insgesamt etwa 670m² große Süd- und Westfassade eines Bürogebäudes mit monokristallinen Photovoltaik-Modulen ausstatten. Deren Höchstleistung wird voraussichtlich bei 100 Kilowatt liegen. Die Module sollen ungefähr ein Drittel des für die Immobilie benötigten Stroms liefern.

Kosten der Photovoltaikfassade

Was eine Solarfassade an Kosten verursacht, hängt ebenfalls von vielen Faktoren ab (z.B. von der Art der Solarmodule). Deshalb kann man auch hier nur Orientierungswerte nennen. Experten gehen von einem Preis von etwa 500 Euro pro Quadratmeter aus - für eine Dachanlage zahlen Sie ungefähr 200 Euro pro Quadratmeter. Wichtig ist in jedem Fall: Planen Sie bei einer Kalkulation stets sämtliche Kosten einer Photovoltaikanlage ein. Dazu gehören neben den Preisen der Module unter anderem die Kosten für den Wechselrichter, der den produzierten Gleichstrom in Wechselstrom umwandelt, gegebenenfalls Kosten für einen Stromspeicher sowie die Montagekosten. Diese Kosten müssen Sie aber nicht unbedingt alleine tragen. Für den Bau einer Solarfassade können Sie eventuell Fördermittel beanspruchen. Ein dafür passendes Förderprogramm kann der KfW-Kredit 270 „Erneuerbare Energien – Standard“ sein.

Solarthermie: die Wärme spendende Solarfassade

Bei der Wärme gewinnenden Solarfassade kann man Varianten mit und ohne Hinterlüftung unterscheiden. Der Fassadenkollektor mit Hinterlüftung wird mit einem Gestell so installiert, dass zwischen der Fassade und dem Kollektor ein freier Raum bleibt. Flachkollektoren können Sie dagegen ohne Hinterlüftung in die eigentliche Fassade integrieren. In der Regel sind Flachkollektoren preisgünstiger, aber weniger effizient als Röhrenkollektoren. Ein Vorteil der Solarfassade ohne Hinterlüftung: Sie kann zugleich wärmedämmend wirken.

Bei einer Solarthermie-Fassade sollten Sie nicht auf einen Wärmespeicher verzichten. Er speichert die erzeugte Wärme, wenn sie nicht direkt genutzt wird. Bei der Solarthermie-Fassade gibt es Varianten und sinnvolle Ergänzungen:

  • Zu ihnen gehört das SolarWall-System. Bei ihm erwärmen als Fassadenelemente genutzte Spezialkollektoren die Luft, die durch eine Lüftungsanlage ins Hausinnere strömt.
  • Andere Systeme nutzen wie Milchglas aussehende und in Balkonen verbaute Elemente zu einem ähnlichen Zweck.
  • Um das Heizsystem zu unterstützen, können Sie auf eine Kombination aus Klinkersteinen und Mehrschichtverbundrohren setzen. Die Klinkersteine erwärmen sich durch die Sonnenstrahlung. Diese Wärme wird über das Verbundrohr zu einem Wärmetauscher geführt.

Erträge und Kosten Wärme spendender Solarfassaden

Ein Kostenbeispiel präsentiert das Sonnenhaus-Institut für eine Gewerbeimmobilie. Hier hat man eine 93 Quadratmeter große Kollektorfläche an der Ost- und eine 192 Quadratmeter große an der Südfassade installiert. Diese Fassade kostete 56.430 Euro. Ganz so viel müssen Sie für ein Eigenheim aber nicht ausgeben.

Die Kosten für eine Solarthermieanlage belaufen sich für ein durchschnittliches Einfamilienhaus zur Warmwassererwärmung auf 3.000 Euro bis 6.000 Euro. Eine Solarthermieanlage zur Heizungsunterstützung kostet durchschnittlich 7.000 Euro bis 10.000 Euro. Als Solarfassade müssen Sie allerdings mit deutlichen montagebedingten Aufschlägen rechnen.

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