„Facettenreiche“ Fassaden aus Karbonbeton für Photovoltaik

„Facettenreiche“ Fassaden aus Karbonbeton für Photovoltaik

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Wie Solarzellen in Beton integriert werden, wie die Fassaden dafür aussehen müssen und welche neuartigen Möglichkeiten sich daraus ergeben, untersuchen Wissenschafter des Fraunhofer-Center für Silizium-Photovoltaik (CSP) im Rahmen von „C3“ (Carbon Concrete Composite). Es ist das grösste Bauforschungsprojekt Deutschlands und hat zum Ziel, den  Einsatz von Karbonbeton voranzutreiben.

Dass sich Karbonbeton besonders gut für Hauswände eignet, die auch als kleines Solarkraftwerk fungieren sollen, liegt an seinen vielfältigen Möglichkeiten. Weil Karbonbeton im Vergleich zu Stahlbeton deutlich fester ist, können damit dünnere Wände gebaut werden. Dies spart nicht nur Material, sondern ermöglicht auch völlig neue architektonische Formen. Diese Eigenschaften wollen Forscher des CSP nutzen, um Photovoltaik direkt in den Beton zu integrieren. „Wir gehen der Frage nach, ob sich Solarzellen auf den Fassadenelementen aus Karbonbeton aufbringen lassen, wie man sie elektrisch verschalten kann und wie sie am besten gestaltet sein sollten, um einen optimalen Stromertrag zu erreichen“, erklärt Jens Schneider, Leiter der Gruppe Modultechnologie am Fraunhofer CSP, die Idee. Vor kurzem wurden erste Ergebnisse vorgestellt.

Das Fraunhofer-Team hat dazu drei Möglichkeiten erforscht: Bei der ersten Option werden die Solarmodule direkt in Betonbauteile mit entsprechenden Aussparungen eingegossen. Damit fügen sie sich ohne Kanten in die Fassade ein. Bei der zweiten Möglichkeit werden Solarmodule auf Betonplatten laminiert oder geklebt. In der dritten Variante werden Panels mit Druckknöpfen oder Schrauben angebracht, damit können sie einfach entfernt werden. Alle drei Möglichkeiten seien technisch machbar, so Schneider. Sie ermöglichten optisch ansprechende Lösungen und erfüllten etwa auch die Anforderungen hinsichtlich der Tragkraft.

Gewölbt und geneigt statt glatt

Bei ihren Untersuchungen stellten Schneider und seine Kollegen zudem fest, dass der Stromertrag steigt, wenn die Fassaden nicht eben sind. Durch Neigen, Kippen, Wölben oder durch eine Facettenoptik lässt sich die für Photovoltaik nutzbare Fläche vergrössern. In städtischen Umgebungen sind derartige Gebäudehüllen den Wissenschaftern zufolge besonders sinnvoll: Es gebe häufig Teilverschattungen, zudem reflektierten andere Gebäude in der Nähe das Sonnenlicht. „Sie könnten der Schlüssel sein, um solche Lösungen zu marktfähigen Preisen anzubieten“, meint Schneider. Würden Hauswände künftig zu kleinen Solarkraftwerken, biete dies enorme Potenziale im Hinblick auf den Klimaschutz. Die Voraussetzungen dafür soll der Karbonbeton liefern, er soll dabei helfen, solche architektonischen Möglichkeiten baulich umzusetzen.

Das Verbundprojekt wird mit bis zu 45 Millionen Euro vom Deutschen Bundesministerium für Bildung und Forschung im Rahmen des Programms „Zwanzig20 – Partnerschaft für Innovation“ gefördert. Sind die Forscher erfolgreich, soll der Karbonbeton 2020 auf dem Markt eingeführt werden. (mai)