Fassade mit Photovoltaik: Voraussetzungen, Lösungen, Montage und Kosten
Je nach Gebäudeausrichtung und Dachneigung ist eine Fassade mit Photovoltaik die Lösung für hohe Stromerträge aus Sonnenenergie, wie hier an der Mittelstation der Fellhornbahn „Schlappoldsee“ in Oberstdorf. (Foto: Molgreen, Wikimedia Commons)
Im Gebäudesektor schlummert großes Potenzial, CO₂ einzusparen und den Strombedarf mit erneuerbaren Energien zu decken. Schon vor der bundesweiten Solardachpflicht verpflichtet das Gebäudeenergiegesetz Immobilienbesitzende zum Einbau von Heizungen, die mit mehr als 65 Prozent erneuerbaren Energien betrieben werden. Doch nicht jedes Dach eignet sich für eine Solaranlage. Dann kann eine Fassade mit Photovoltaik die Lösung sein.
Fassade mit Photovoltaik: Das Wichtigste kurz gefasst
- Fassaden mit Photovoltaik ergänzen die Möglichkeiten, am eigenen Haus eine Solaranlage zu installieren.
- PV-Module für senkrechte Montage können an Gebäudewänden, Zäunen und Garagen angebracht werden.
- Bei Neubauten sorgen isolierende gebäudeintegrierte PV-Module für gute Energieeffizienzgrade.
- Durch den Neigungswinkel liefern Fassaden-PV-Anlagen 20 bis 30 Prozent weniger Ertrag als Dachanlagen.
- Die Wirtschaftlichkeit einer Fassaden-Photovoltaik lässt sich anhand der Faktoren Preis, Ausrichtung und Wirkungsgrad der Module errechnen.
Entscheidung: Fassade statt Dach mit Photovoltaik
PV-Module für die senkrechte Montage werden immer beliebter. Dafür gibt es mehrere Gründe:
- Dachstatik: Bei unzureichender Dachstatik darf keine Aufdachanlage montiert werden.
- Ästhetik: Solarpanels für die Wandmontage lassen sich oft elegant in die Fassadengestaltung integrieren, besonders bei Neubauten.
- Multifunktionalität: Wohn- und Bürogebäude-Fassaden mit PV-Modulen profitieren von den klimatischen Eigenschaften wie Isolierung und Schatten.
- Ertrag: Mit einer Solaranlage an der Fassade lässt sich der Stromertrag optimieren, wenn die Solarlösung auf dem Dach aufgrund ungünstiger Ausrichtung oder anderer Faktoren zu wenig Strom erzeugt.
- Denkmalschutz: Manchmal steht der Ensembleschutz der Installation von Dach-PV-Anlagen im Wege. Dann kann eine PV-Anlage an der Fassade zum Garten hin genehmigungsfähig sein.
Schon seit einiger Zeit können Eigenheimbesitzende und Mietende mit einem Balkonkraftwerk die Fassade zur Solarstromerzeugung nutzen und mit einer Solarfassade Erfahrungen sammeln. Doch birgt die Fassade für Photovoltaik noch weit mehr Potenzial. Unter dem Begriff Solarfassade vereinen sich zwei Formen der Sonnenenergienutzung an senkrechten Flächen: PV-Fassaden für die Stromgewinnung und Solarkollektoren für die Solarthermienutzung.
Multifunktionale Lösung: Bei der Solarfassade des Hochregallagers von Ernsting’s Family spendet die vorgesetzte gefaltete Solarmembran gleichzeitig Schatten. (Foto: Nabo Gaß, Wikimedia Commons)
Wann lohnt sich eine PV-Fassade?
Fällt mit einer Solarfassade der Ertrag höher aus als bei einer Dachlösung, lohnt es sich, über diese Alternative nachzudenken. Das ist der Fall, wenn
- das Dach eine ungünstige Ausrichtung und/oder Neigung hat,
- das Dach durch Gauben und Erker verwinkelt ist,
- die tragfähige oder nutzbare Dachfläche zu klein ausfällt oder
- das Dach stark verschattet ist.
Bei der Berechnung müssen neben dem potenziellen Ertrag beider Lösungen auch Faktoren wie Kosten (Anschaffung, Installation), Strombedarf und Betriebskosten einbezogen werden. Die Gebäudefassade muss sich für die Baumaßnahme eignen, um die PV-Module an der Fassade zu befestigen.
Was sind die Besonderheiten einer PV-Fassade?
Seit Mai 2022 sind Photovoltaikanlagen bundesweit nicht genehmigungspflichtig, wenn die gesetzlichen Vorschriften zu Einbau und Installation befolgt wurden. Ausnahmen gelten bei Denkmalschutz, Ensembleschutz sowie Fassadenanlagen, die aus der Gebäudehülle ragen. Die Bauordnungen der Bundesländer informieren über Genehmigungspflichten.
Willst du eine Photovoltaik an der Fassade eines Einfamilienhauses anbringen, musst du folgende Punkte beachten:
- Meist ist nur die senkrechte Montage möglich. Da PV-Anlagen bei 90-gradigem Sonneneinfall den besten Ertrag bringen, erzielen Fassaden mit Photovoltaik weniger Stromausbeute als Dachanlagen.
- Am effizientesten sind senkrechte, nach Süden ausgerichtete PV-Module an Fassaden. Aufgrund der tief stehenden Sonne liefern sie auch im Winter gute Erträge, oft sogar mehr als Dachanlagen.
- Neben der Wandstatik muss bei PV-Modulen zur Wandmontage die Verschattung bedacht werden. Liegen die Module zu manchen Tageszeiten im Schatten, mindert das den Ertrag.
Aufschluss über die Rentabilität gibt ein Fassaden-PV-Rechner, der alle Faktoren wie Ausrichtung und geografische Lage einbezieht.
Was bei Photovoltaik an der Fassade weitgehend entfällt, sind die Kosten für die Reinigung der Module von Schnee und Laub. So musst du in der kalten Jahreszeit weniger Leistungseinbußen durch verdeckte Module hinnehmen. Ebenfalls positiv wirkt sich Photovoltaik an der Fassade auf die Energiebilanz des Hauses aus, denn die Module kühlen die Hauswand. Nicht zuletzt eignen sich auch Hauswände, Gartenzäune sowie schattenspendende Überdachungen (Terrasse, Carport) für PV-Fassaden.
Bei Hochhäusern mit verhältnismäßig geringer Dachfläche lohnen sich PV-Module mit senkrechter Montage wie beim Rathaus im Stühlinger in Freiburg. (Foto: Andreas Schwarzkopf, Wikimedia Commons)
Überblick über Fassaden mit Photovoltaik
Neue Entwicklungen machen Photovoltaik fast überall einsetzbar und erweitern die Möglichkeiten für Fassaden mit Photovoltaik im Neu- und Bestandsbau. Neben verschiedenfarbigen Optionen gibt es Photovoltaik-Fassaden in Holzoptik, die sich elegant in bestehende Architekturen einfügen und auf den ersten Blick nicht als Solarfassade erkennbar sind. Keramikdruckverfahren erlauben beliebige Designs auf den Glaselementen. In die Gebäudehülle integrierte Module bilden Fassaden gliedernde Bauteile.
Hier eine Übersicht über die verschiedenen Modultypen sowie gängige Bezeichnungen:
Siliziummodule: Silizium kommt häufig vor, lässt sich gut aufbereiten und hat einen hohen Wirkungsgrad. Die meisten Siliziummodule haben monokristalline oder polykristalline Solarzellen (Wirkungsgrad 19 bis 24 oder 17 bis 20 Prozent).
Glas-Glas-Solarmodule: In einen Rahmen eingefasste stabile Glasplatten schützen bei diesen Modulen die Solarzellen.
Glas-Folie-Solarmodule: Vorn bruchsicheres Glas, hinten eine witterungsbeständige Kunststofffolie: Diese Module sind leichter und preiswerter, allerdings auch weniger langlebig als Glas-Glas-Module.
Halbtransparente Glas-Glas-Module mit Siliziumscheiben: Die Module mit in ein lichtdurchlässiges Trägermaterial eingebetteten Solarzellen eignen sich als schattenspendende Dächer über der Terrasse oder einem Carport. Sie können sogar als Fenster Verwendung finden und die zur Stromerzeugung nutzbare Fläche vergrößern. Allerdings erzeugen sie weniger Strom als lichtundurchlässige Module.
Dünnschichtmodule: Die amorphen Solarzellen aus Silizium weisen keine feste Kristallstruktur auf und lassen sich hauchdünn auftragen oder aufdampfen. Aufgrund ihrer Biegsamkeit ermöglichen sie interessante Fassadengestaltungen.
CIGS-Module: Diese Unterart der Dünnschichtmodule aus den Elementen Kupfer, Indium, Gallium und Selen zeichnet sich durch 15 bis 17 Prozent Wirkungsgrad aus.
Hocheffizienzsolarzellen: Sie sind mit 22 Prozent Wirkungsgrad ähnlich effizient wie monokristalline Siliziummodule. Das verdanken die Dünnschichtmodule der Kombination kristalliner und amorpher Siliziumzellen.
Nachdem sich die Autarq-Technologie bereits bei Solardachziegeln großer Beliebtheit erfreut, wächst das Interesse an einer ähnlich eleganten Lösung für PV-Module zur senkrechten Montage.
Achte darauf, dass deine Fassaden-PV-Module über die allgemeine bauaufsichtliche Zulassung (abZ) verfügen. Das gewährleistet den Sicherheitsstandard für die Verwendung als gebäudeintegriertes Bauteil.
Montage von Photovoltaik-Fassaden
Bei Photovoltaik-Fassaden unterscheiden sich die Montagesysteme für gebäudeintegrierte oder vor der Gebäudehülle angebrachte PV-Module. Warm- und Kaltfassaden erfordern eigene Befestigungssysteme.
Montage von Warmfassaden
Bei gebäudeintegrierten PV-Modulen („Building-integrated Photovoltaics“; BIPV) spricht man von einer Warmfassade. Die Module ersetzen sonstige Fassadenbaumaterialien und isolieren vor Kälte und Wärme. Wird diese Art der Fassade mit Photovoltaik bereits beim Neubau geplant, lassen sich die Module – meist flexible Dünnschichtmodule – günstiger verbauen als bei nachträglicher Integration. Montage der BIPV:
- Unterkonstruktion: keine
- Montagesystem für rahmenlose Dünnschichtmodule: Tragschienen/Klemmschienen für die Längsseiten
So sieht eine integrierte Solaranlage an einer Fassade von Nahem aus: Punkte an der Front eines BIPV-Glases. (Foto: Traparker, Wikimedia Commons)
Montage von Kaltfassaden
Parallel zur Gebäudehülle montierte PV-Fassaden mit Unterkonstruktionen heißen Kaltfassade oder Auf-Fassade (Parallelsystem). Die meistverwendeten Siliziummodule müssen hinterlüftet sein, um leistungsmindernden Wärmestaus vorzubeugen. Die Unterkonstruktion überträgt die Eigenlast und auftretende Windlasten in den Untergrund. Kaltfassaden isolieren die Hauswand schlechter gegen Kälte als BIPV-Lösungen. Dafür lassen sie sich unkompliziert an Bestandsbauten nachrüsten und kühlen im Sommer. Montage der PV-Module einer Kaltfassade:
- Unterkonstruktion: Aluminiumprofile, Stahlträger
- Montagesystem für Glas-Folie- und Glas-Glas-Solarmodule: Klemmschienen für die Längsseiten bei rahmenlosen Modulen und für die Kurz- und Längsseiten bei gerahmten Modulen
Montage von Kaltfassaden mit Vordachsystem
Um die Stromausbeute der Fassaden-PV zu optimieren, kann auch eine Kaltfassade mit Vordachsystem zum Einsatz kommen. Dabei wird die Unterkonstruktion der PV-Module im optimalen Winkel aufgeständert und bildet so ein schräges Vordach. Wie beim Balkonkraftwerk ist diese Wandmontage hinsichtlich Ausrichtung und Neigung anpassbar. Montage des Vordachsystems:
- Unterkonstruktion: Aluminiumprofile, Stahlträger, Ständerwerk
- Montagesystem: Klemmschienen je nach Modulart für die Längsseiten oder Kurz- und Längsseiten
Vergleich der PV-Fassadensysteme
Die folgende Tabelle gibt dir eine Übersicht über die Vor- und Nachteile der verschiedenen PV-Fassadensysteme:
Warmfassade | Kaltfassade im Parallelsystem | Kaltfassade im Vordachsystem | |
Vorteile | Plus an Isolierung (Wärme und Kälte), Brandschutz und Schalldämmung, farbige Photovoltaik-Fassade möglich | Preiswert, im Bestand nachrüstbar, farbige Photovoltaik-Fassade möglich | Preiswert, im Bestand nachrüstbar, gut auszurichten, optimierter Ertrag |
Nachteile | Teuer, im Bestand aufwendig nachrüstbar | Optik weniger ansprechend, nicht ausrichtbar, eventuell Gerüst | Verschattung an der Fassade, aufwendige Installation, kein flächendeckender Einsatz |
Bei Solarfassaden im Altbau oder gebäudeintegrierten Modulen an Bestandsbauten fallen die Montagekosten höher aus. Nicht jede Altbaufassade eignet sich für das Gewicht einer Fassaden-PV-Anlage. Für gebäudeintegrierte Module an bestehenden Häusern muss ein Teil der Gebäudehülle abgetragen werden.
Kosten für PV-Fassaden
Bei Photovoltaik-Fassaden sind die Kosten pro m2 aufgrund der aufwendigen Unterkonstruktion meist höher als bei Dachanlagen. Umso wichtiger ist es, die Rentabilität der Fassade mit Photovoltaik zu kalkulieren. Solarteur:innen können dabei helfen. Man muss den Aspekt der Verschattung beachten und das potenzielle Wachstum der umgebenden Vegetation über die Lebensdauer der PV-Anlage von 20 bis 30 Jahren einbeziehen.
Preisvergleich der PV-Fassaden-Arten
Monokristalline Solarzellen | Polykristalline Module | Dünnschichtmodule | |
Vorteile | Guter Ertrag bei suboptimaler Ausrichtung | Gutes Preis-Leistungs-Verhältnis | Gute Ausbeute bei jeder Ausrichtung, geringer Preis |
Nachteile | Relativ teuer | Schlechte Stromausbeute bei ungünstiger Ausrichtung | Flächenbedarf |
Kosten/kWp (circa) | 1.000 bis 1.150 Euro | 600 bis 750 Euro | 750 Euro |
Auch für Fassaden mit Photovoltaik gibt es Steuererleichterungen. Du musst weder Mehrwertsteuer auf die Module und Montagesysteme noch Umsatzsteuer auf die Stromerträge deiner Anlage entrichten, wenn sie unter 30 Kilowattpeak (kWp) leistet.
Diverse Fördertöpfe erleichtern dir zudem die Investition:
- Auf Bundesebene gibt es für Solarfassaden Förderungen wie den Förderkredit der Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW), Erneuerbare Energien – Standard.
- In NRW fördert das Programm progres.NRW Fassaden-Photovoltaik bis 50.000 Euro. Das Berliner Programm SolarPLUS vergibt erhöhte Zuschüsse für Fassaden-PV.
Weitere Informationen zu Fördermöglichkeiten in Bundesländern und Kommunen
Zuletzt aktualisiert: 24. Mai 2024