Haustech 5/2017

Strom und Schatten

Licht, Beschattung und Stromproduktion aus einer Hand: die neu konstruierte Schleppgaube in Münsingen. (Foto: Alenso)
Fast wie unter einem Blätterdach: Das «SI Saphir»-Modul ermöglicht ansprechende Wintergärten. (Foto: SI Module AG)
Innenansicht der Dachwohnung in Münsingen. Die laminierten PV-Module sowie eine bodentiefe Fensterfront sorgen für viel Licht. (Foto: Alenso)
Michael Staub /

Laminierte PV-Module verbinden Beschattung und Stromproduktion mit gefälliger Ästhetik. Sie können für Terrassenüberdachungen, Wintergärten oder Carports eingesetzt werden. Ein aktuelles Beispiel aus dem Kanton Bern zeigt zudem das Potenzial dieser Module für Bedachungen.

Mit dem Sonnenlicht gelangt auch die Wärmestrahlung in ein Gebäude. Von diesem solaren Wärmeeintrag können nicht nur Planer und Architekten ein Lied singen, sondern auch die Benutzer von Dachwohnungen, Wintergärten oder Gewächshäusern. Meistens werden Licht und Wärme mit Läden oder Jalousien abgewendet. Die Folge sind tendenziell düstere und stickige Innenräume. Doch nun könnte Rettung nahen: Seit einigen Jahren sind Photovoltaikmodule auf dem Markt, deren Solarzellen in ein Verbundsicherheitsglas (VSG) einlaminiert werden. In Deutschland, das erneuerbare Energien wesentlich stärker subventioniert als die Schweiz, sind damit schon zahlreiche Projekte verwirklicht worden. Dazu zählen etwa Terrassenüberdachungen, Wintergärten oder Carports.

Verbaut wird zum Beispiel das PV-Modul «SI Saphir». Es wird seit 2014 von der SI Module GmbH angeboten. Das Solartechnikunternehmen aus Freiburg im Breisgau beziffert die Kosten einer Solarüberdachung auf ungefähr 20 Prozent mehr gegenüber einer Standardüberdachung mit Verbundsicherheitsglas (VSG). «Unsere Kunden sind nicht nur PV-Enthusiasten», sagt Andreas Kotterer. Der Vertriebsleiter der SI Module GmbH betont, dank der Wirtschaftlichkeit liessen sich auch zahlreiche «normale» Kunden überzeugen: «Die Mehrkosten sind schon nach wenigen Jahren amortisiert. Kunden, die ohnehin Geld für eine Überdachung in die Hand nehmen möchten, sind damit sehr gut zu überzeugen.»

Halbschatten mit Spannung

Wer sich für unkonventionelle Glasdächer interessiert, wird auch beim österreichischen Hersteller Ertex Solar fündig. Die Firma bietet seit 2004 laminierte PV-Module an, die sich für solche Zwecke eignen. Im Gegensatz zu «normalen» PV-Zellen sind diese Module semitransparent, also teilweise lichtdurchlässig. In Zusammenarbeit mit einem Lichtdesigner wurde diese Eigenschaft so optimiert, dass sie vom menschlichen Auge als angenehm wahrgenommen wird. Von den Zellen beschattete Innenräume zeigen so ein gefälliges Muster aus Licht und Schatten mit gedämpften Kontrasten. Eine Bedachung mit diesen Modulen kostet ungefähr doppelt so viel wie eine reguläre VSG-Verglasung. Die Leistung der PV-Module hängt von der gewünschten Transparenz und dem Zelltyp ab, im Idealfall werden ungefähr 135 Watt (p) pro Quadratmeter erreicht.

«Wir realisieren sehr viele Projekte in der Schweiz. Neben dem Einsatz im Horizontalbereich, also bei Überkopfmontage in Wintergärten oder Dächern, können die Module auch in Fassaden eingesetzt werden», sagt Daniel Gutlederer, Projektmanager bei Ertex Solar. Ein aktuelles Beispiel kann in Münsingen BE besichtigt werden. Dort begleitet der Solardienstleister Alenso AG seit einigen Jahren den etappierten Umbau eines Bauernhauses. Das Gebäude wird von insgesamt sechs Parteien bewohnt und im Zug der GEAK-Anpassung mit drei verschiedenen PV-Anlagen ausgerüstet. Diese decken einen Teil des Eigenstrombedarfs ab, Überschüsse werden ins Netz eingespiesen. Indem je eine Anlage auf der West-, Süd- und Ostseite platziert ist, kann fast über den ganzen Tagesverlauf hin Strom produziert werden.

Anspruchsvolle Aufwertung

«2015 haben wir mit der Installation einer regulären Indachanlage auf dem südseitigen Anbau begonnen. Letztes Jahr folgte der Einbau einer neuen Dachgaube auf der Westseite. Dazu haben wir zum ersten Mal die Ertex-Module verbaut. So konnten gleichzeitig mit der PV-Produktion auch die notwendige Beschattung und ein ansprechender Lichteinfall realisiert werden», sagt Christoph Reidhaar, Geschäftsführer der Alenso AG. Die Schleppgaube misst 5 auf 6,5 Meter und gehört zu einer bestehenden Wohnung im Dachgeschoss. Bei der Sanierung wurde die Unterdachkonstruktion ersetzt und die Wärmedämmung verbessert. «Der Eigentümer wollte das Erscheinungsbild bewahren. Darum haben wir für die neue Holzkonstruktion der Gaube das alte Sparren-Raster von 80 Zentimetern übernommen. Die neuen PV-Module wurden auf Mass gefertigt», erläutert Reidhaar.  Durch eine Verlängerung des neuen gläsernen Gaubendachs entstand ein neuer, gedeckter Balkon. Dank der bodentiefen Fensterfront zu diesem Balkon erhält die Wohnung eine loftartige Wirkung.

Eine wohnungsseitige Beschattung der Glasfläche ist derzeit nicht vorgesehen. Dem solaren Wärmeeintrag begegnet man gewissermassen mit einer automatischen Lüftung. Denn auf der gegenüberliegen den, also östlichen Dachseite ist eine dritte Anlage mit Megaslate-Elementen verbaut. Deren beide Dachfenster sind motorisiert und können via Temperaturfühler geöffnet werden. Beim Umbauprojekt übernahm die Alenso AG neben den Solar-Installationsarbeiten auch die Rolle eines Generalunternehmens. Ein besonderes Augenmerk lag auf der Abstimmung der einzelnen Komponenten, darunter Steuerungen, Temperaturfühler und Funktaster. «Die Planung und Schnittstellenkoordination lagen bei mir, mit den Handwerkern haben wir schon früher zusammengearbeitet. So konnte der Umbau zügig laufen», berichtet Reidhaar.

Viel Potenzial für Glashäuser

Dachumbauten wie beim Projekt in Münsingen sind noch selten. Und auch die in Deutschland geförderten PV-Wintergärten werden sich in der Schweiz wohl kaum durchsetzen. Diese Meinung vertritt Felix Knobel, Architekt und Präsident der Branchenorganisation Wintergarten-Fachforum (Wigaff). «Die beschränkten Dachflächen und grossen Mehrkosten machen solche Lösungen zu einem Nischenprodukt», sagt Knobel. Es scheine wenig sinnvoll, die verhältnismässig kleinen Dächer von Wintergärten für PV zu nutzen, wenn man auf den normalen Dachflächen mehr Platz habe und zudem mit günstigeren Modulen arbeiten könne.

Mehr Potenzial sieht Knobel bei grossen Glasbauten im Gewerbebereich, etwa Gartencentern oder Hobbymärkten, die oftmals grosse, mit Glas überdachte Flächen umfassen: «Bei solchen Glashäusern braucht es eine Beschattung und Lüftung. Der Strom, um diese Anlagen zu betreiben, wird vor allem dann benötigt, wenn die Sonne scheint.» Denkbar sei auch die Anbindung eines Batteriespeichers. So könnte man zum Beispiel eine LED-Beleuchtung für die Verkaufsflächen speisen.

Während er den wirtschaftlichen Aspekt solcher Lösungen eher kritisch sieht, ist Felix Knobel vom ästhetischen Potenzial der laminierten PV-Module sehr wohl angetan: «Gerade bei den transparent laminierten Zellen gibt es einen wunderbaren Effekt. Das wirkt wie ein Blätterdach im Wald und gibt sehr schönes gefiltertes Licht.» Solche Zellen könne man bewusst als neues Gestaltungselement in der Glasarchitektur nutzen. «Als Nebeneffekt zur ästhetischen Wirkung erhält man einen Energiegewinn und ein passives System für Beschattungen.»