Solarmodule als architektonisches Gestaltungselement

9. November 2020

Transparente PV-Module oder semitransparente PV-Module eigenen sich hervorragend für ästhetische Architektur, bei der ein beeindruckendes Spiel aus Licht und Schatten geschaffen werden kann. Die Module können Materialien, die bisher für den Einsatz als Schattenspender benutzt werden ersetzen und bringen dann mindestens 20 Jahre Ertrag durch den eingespeisten Solarstrom.

Dieser Artikel wurde erstellt von:

Christian Märtel, Redakteur www.Photovoltaik-Web.de

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Architekten sollten meines Erachtens diese Gestaltungsmöglichkeiten noch viel öfters in die Planungen einbeziehen. Für mich gibt es mehrere Kriterien, die für den Einsatz solcher transparenten Module sprechen: Es sieht toll aus, spendet angenehmen Schatten, es werden scharfe Licht-Schattenkontraste vermieden, der Energieaufwand zur Kühlung von Räumen wird gesenkt (Klimaanlage) und es wird etwas für die Umwelt getan (CO2-Vermeidung). Der Solarstrom wird zudem für mindestens 20 Jahre in das Netz eingespeist oder auch selber verbraucht und die eventuell anfallenden Mehrkosten amortisieren sich.

Denkbar ist der Einsatz transparenter Module z.B. als:

Glasdach
Wintergarten
Balkonverglasung
Fensterelemente
Fassadeneinglasung
Solare Fensterläden
Sonnenschutzsysteme
Oberlicht bzw. Dachfenster
Vordach
Veranda
Verschattungslamellen
Schiebedach für Kraftfahrzeug

Individuelle Gestaltungsmöglichkeiten

Oft werden transparente Module auf Kundenwunsch hergestellt. Alle nur denkbaren gestalterischen Kombinationen sind möglich:

Quadratische, rechteckige oder abgerundete Zellen
Abstand der Zellen und damit Grad des Lichtniveaus auf Kundenwunsch
Wahlweise Mono-, Poly- oder Dünnschichtzellen
Einfärbung nach Geschmack
Größe der Module variabel bis zu 4 x 2 Meter
Unterschiedliche Glasdicken bis zu 12 mm

Varianten sind ebenso möglich, beispielsweise komplett durchsichtig oder nur von einer Seite transparent. Durch Variieren des Abstandes der eingebetteten Solarzellen kann der Grad der Transparenz bestimmt werden. Dabei sind etwa 10% bis 30% Transparenz üblich. Die Anschlussdose kann so eingearbeitet werden, dass sie dem Betrachter auf den ersten Blick verborgen bleibt. Ebenso ist das Einfärben der Photovoltaikmodule möglich.

Der Herstellungsprozess

Grundsätzlich sind alle Glasarten geeignet, sei es Sicherheitsglas, Wärmeschutzverglasung oder normales Hartglas wie es für Vordächer oder Veranden benutzt wird. Diese Glas-Glas-Module sind sehr stabil, dafür aber auch sehr schwer. Selbst Doppelverglasung ist möglich.

Eine weitere Möglichkeit ist die Einbettung der Solarzellen in transparentes Tedlar oder sie werden in EVA oder PVB einlaminiert. Auch eine Kombination aus beiden Typen ist möglich, die Vorderseite ist dann aus Glas und die Rückseite aus klarem Tedlar. Transparente Solarzellen werden auch durch Herausschneiden von quadratischen Durchbrüchen mittels Lasertechnologie hergestellt. Zuletzt besteht sogar die Möglichkeit, transparente Module auf gekrümmten Flächen herzustellen.

Als Zelltechnologien können monokristalline, polykristalline sowie Dünnschichtzellen zum Einsatz kommen. Durch den Einsatz von amorphem Silizium können Photovoltaik-Verglasungen hergestellt werden, die wie getöntes Glas aussehen. Dass es sich hier um PV-Module handelt, ist nicht mehr erkennbar. Eine weitere Solarzelle, die so genannte Nano-Solarzelle oder auch Grätzel-Solarzelle, die bei semitransparenten Modulen zum Einsatz kommt beruht auf dem elektrochemischen Prinzip. Hier befindet sich ein speziell strukturierter Halbleiter, beispielsweise Titandioxid zwischen zwei Glasplatten.

Hier ein kleiner Auszug von Herstellern von durchsichtigen Modulen:

Würth
Ertex-Solar
Solarwatt (Module für Verschattungen)
Scheuten
Schott
Sunways (Nur Zellen)
Voltarlux

Preis-Leistungs-Verhältnis

Durch die teilweise Lichtdurchlässigkeit können die transparenten Module natürlich nicht den Wirkungsgrad normaler Module erreichen. Je höher die Transparenz, desto geringer ist der Wirkungsgrad. Bei 10% Lichtdurchlässigkeit werden aber bereits Wirkungsgrade von bis zu 14% erreicht.

Die Kosten für semitransparente PV-Module sind erheblich höher als für normale Module, besonders wenn es sich um Sonderanfertigungen handelt. Eine reine Wirtschaftlichkeitsberechnung wird wohl nur unter der Berücksichtigung des architektonischen Mehrwertes bzw. Einbeziehung der gesparten Kosten für die Gebäudeintegration schwarze Zahlen aufweisen können. Wenn Sie die Anschaffung von transparenten Modulen für Ihr Haus in Erwägung ziehen, lassen Sie sich deshalb in jedem Fall von einem Fachbetrieb die Wirtschaftlichkeit durchrechnen.

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Erfahrungen & Fragen zum Thema Photovoltaik

Kombination von Nachtspeicherheizung und Solaranlage

Ist eine Solaranlage bei Nachtstromspeicherheizung möglich und sinnvoll bei ca. 10.000 KWh Stromverbrauch?

Antwort eines Haus&Co Experten

Ja, das kann eine sinnvolle Kombination sein - besonders, wenn Sie bei der Elektroheizung bleiben wollen. Sie benötigen auf jeden Fall einen Solarstromspeicher - da Sie den Strom dann tagsüber erzeugen, wenn die Nachtspeicherheizung gerade nicht vorheizt. Generell ist der Eigenverbrauch - dank sinkender Einspeisevergütung - stark in den Fokus gerückt. Da Solarstromspeicher auch aktuell noch von der KfW gefördert werden, würde ich da auf jeden Fall einmal ein Angebot anfragen.

Sie können sich das hier einmal kalkulieren (da ich keine Angaben zur verfügbaren Dachfläche habe): https://www.solaranlagen-portal.com/photovoltaik/kosten

Einphasiger oder dreiphasiger Wechselrichter? Welche Vor- und Nachteile gibt es? Was passt du meiner Anlage?

"Einphasiger-", oder "Dreiphasiger-Wechselrichter"? Klar ist die Berechnung der Einspeisung mittels einem saldierendem Zähler gewährleistet. Aber wie verhält es sich mit der Auslastung der Phasen? Eine einphasige Einspeisung bei eine dreiphasigen Verteilung (Ph1: Keller, Ph2: Erdgeschoss, Ph3: Obergeschoss. Da die Einspeisung nur auf die Phase "Obergeschoss" mit wenigen Verbrauchern angeschlossen ist? Habe ich noch einen Vorteil, da die weiteren Phasen ja nicht von der PV-Anlage bedient werden. Einspeisevergütung (nur 12,4): Ja, aber ich will maximalen Eigennutz bei 24,8 ct/kwh.

Antwort von Elektrotechnik Tim Frischling

Es ist nur eine maximale Schieflast von 4,6kW zu gewährleisten.
Wo die PV-Anlage angschlossen ist, ist "relativ egal", da, wie bereits richtig erwähnt die Zähler saldieren.

Auf den gemessenen Eigenverbrauch hat dies keine Auswirkung.

Photovoltaik Freiflächenanlage: Kosten, Förderung und Rentabilität?

Als Erbengemeinschaft von 3 Geschwistern besitzen wir in der Gemarkung Hösbach eine ebene Fläche Agrarland von 10 700 Quadratmetern mit einer erweiterbaren Fläche von weiteren 5 000 Quadratmetern Ackerland unmittelbar parallel im direkten Anschluss. Diese zusätzlichen 5 000 Quadratmeter sind im Besitz von zwei unserer Cousinen. Auf unserem Gelände befindet sich auch ein Hochspannungsmast . Derzeit werden die Grundstücke aufgefüllt mit Erdaushub (fast beendet) bedingt durch vorherigen Kalkabbau. Sowohl die Erbengemeinschaft als auch unsere Cousinen ( zusammen dann als Interessengemeinschaft), sind interessiert an einem Angebot für eine Photovoltaikanlage auf dieser Freifläche von insgesamt 1, 5 Hektar Land . Meine Fragen sind : 1) Was sind die Investitionskosten für eine solche Anlage ? 2) Welche Fördermittel (falls zutreffend) gibt es möglicherweise für solche Projekte. 3) Was wäre die Rentabilität und die Dauer für das Amortisieren einer solchen Investition? Für eine Antwort und Kontaktaufnahme wäre ich Ihnen dankbar. Mit freundlichen Grüßen Peter Hufgard

Antwort von PV Montagen G. Vijayakumar

Es werden mehr Daten Benötigt, daß ist das erste. Denn es steht zum Beispiel die Frage im Raum ob das Erdreich welches grad aufgefüllt wird auch verdichtet wird. Und wie sehr es verdichtet wird. Und nun zur Puntuellen Beantwortung Ihrer Fragen.

1) Die Investitionskosten für solch eine Anlage müssen vorab (nach Inaugenscheinnahme des Geländes sowie Geologisches Gutachten (z.B) erst Berechnet werden wenn mehr Details vorliegen würden.

2) Fördermittel gibt es von der Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW) in dem Maße das es sich, so gesehen um Geldtauscherei handelt.

3) Die Rentabilität einer Anlage von dieser Größe steht ausser Frage. Denn die Energiepreise werden nicht sinken von Jahr zu Jahr sondern eher wird das Gegenteil der Fall sein. Unter Bezugnahme auf das Vorgenannte ergibt sich auch keine Haltbare Aussage über die Dauer der Amortisierung der Anlage.

Nun konnte ich Ihnen leider nicht wirklich weiterhelfen, stelle es Ihnen jedoch anheim mich zu Kontaktieren. Denn die Thematik einer solchen Anlage ist komplexer als das es sich darstellt. Eine reine Angabe der Verfügbaren Fläche ist Dahingehend nicht wirklich Ausreichend.

Viele Grüße

Holger Gerhardt

Neuer Zählerschrank bei Installation einer Photovoltaikanlage?

Liebe Experten, ich denke darüber nach mir eine PV-Anlage aufs Dach zu setzen. Ein Bekannter meinte aber, dass ich dazu auch einen neuen Zählerschrank installieren lassen müsste und, dass das teuer würde. Stimmt das? Muss ein neuer Zählerschrank installiert werden? Und wenn ja was kostet das?

Antwort von Arnold Dach und Solar GmbH

Es muss nicht generell ein neuer Zählerschrank installiert werden.
Nur wenn der vorhandene Zählerschrank nicht mehr den aktuellen Richtlinien entspricht, oder wenn keine neue Messeinrichtung (z.Bsp. digitaler Stromzähler) mehr eingebaut werden kann, weil eine fachgerechte Nachrüstung (z.Bsp. Zählertafel) nicht mehr möglich ist.
Genaue Auskunft kann man beim zuständigen Netzbetreiber erfragen.

Kann ich zwei Strings mit verschiedener Anzahl von Modulen und unterschiedlicher Dachausrichtung an einen Wechselrichter anschließen?

Kann ich zwei Strings mit verschiedener Anzahl von Modulen und unterschiedlicher Dachausrichtung (einmal Süd und einmal Ost) an einen Wechselrichter, kein Multiwechselrichter anschließen?

Antwort von MICO-Energieberatung

Wenn Sie einen Wechselrichter mit zwei MPP-Trackern haben, ist das kein Problem.
Der Maximum Power Point (MPP) eines Solarmoduls beziehungsweise eines Strings ist der Punkt der Strom-Spannungs-Kennlinie, an dem das Solarmodul die höchste Leistung erbringt. Der MPP-Tracker hat nun die Aufgabe, den Maximum Power Point zu ermitteln, da dieser von der Sonneneinstrahlung, der Temperatur und individuellen Moduleigenschaften abhängig ist und sich somit ständig ändert.
Ich hoffe, ich konnte Ihnen damit helfen, sonst melden Sie sich einfach.

Smart Grid ready Funktion: Was bedeutet das?

Kann mir hier jemand den Begriff "Smart Grid ready Funktion" für die Speicherung von Energie mit intelligenter Steuerung erklären? Vielen Dank für die Hilfe!

Antwort eines Haus&Co Experten

Smart Grid-Geräte eröffnen interessante Vernetzungsmöglichkeiten. Beispielsweise können Smart Grid-fähige Wärmepumpen über eine Schnittstelle auf einen Überschuss an Solarstrom reagieren. Stromnetzbetreiber können über die integrierte Smart Grid-Schnittstelle den Stromspeicher direkt ansteuern und die Stromnetze stabilisieren und entlasten. Mit einem solchen Schwärmenetz können Erzeugung und Verbrauch noch weiter entkoppelt werden: Überschüsse, die im Sommer erzeugt werden, können im Winter genutzt werden. Dazu finden Sie auch Infos hier: https://www.solaranlagen-portal.com/photovoltaik/stromspeicher

Lohnt sich eine PV-Anlage bei Ost-West-Ausrichtung des Hauses?

Ich interessiere mich für die Inbetriebnahme einer eigenen Solaranlage. Nun frage ich mich aber, ob sich eine PV-Anlage bei Ost-West-Ausrichtung des Hauses überhaupt lohnt? (Satteldach, ca. 45°)

Antwort von ELEKTRO-HAUSMANN

Hallo,

kann ich nur empfehlen. Wir erhöhen damit die Sonnenstunden für die PV-Anlage und können
damit den Eigenverbrauch, über den sich die PV-Anlage zuerst rechnet optimieren. Gleichzeitig
können wir mit der 70% Regel zusätzliche Kosten für einen Rundsteuerempfänger sparen.
Deshalb Ost-West.

Gruß
G.Hausmann

Muss ich meinen selbst erzeugten und verbrauchten Strom versteuern?

Ich habe im Febr. 2016 eine Photovoltaikanlage (7,1 Kwp) mit Speicher installiert. Von der Kleinunternehmerregelung habe ich keinen Gebrauch gemacht, also die gezahlte Mwst. rückerstattet bekommen und monatlich eine Umsatzsteuervoranmeldung gemacht. Muss ich nun den selbst verbrauchten Strom versteuern und wenn ja, zu welchem Kw/h-Preis?

Antwort von Greentec-Solar GmbH

Hallo,

Eigenverbrauch ermitteln und mit dem Stromtarif der aktuellen Stromrechnung multiplizieren.
Aus diesem Betrag den Anteil der MwSt ermitteln und bei der Umsatzsteuererklärung anzeigen.
Den Netto-Betrag aus dem
Eigenverbrauch als Einnahme der PV-Anlage bei der Gewinn-Verlustrechnung einbeziehen
und den Gewinn aus der PV-Anlage bei der Einkommensteuererklärung angeben.

das nur als grobe Aussage, genaues sagt der Steuerberater oder das Finanzamt.
Alle Angaben nach besten Wissen, ohne Gewähr.

Hoher Stromverbrauch trotz PV und Einspeisung: Wo liegt die Ursache?

Wir haben ein Einfamilienhaus mit 4 Personen. Nach unseren Zählern verbrauchen wir 5000kWh/Jahr Strombezug aus Netz, wir speisen ca. 6000-7000kWh ein und haben laut Ertragszähler ca. 9500-10000kWh Gesamt PV Ertrag. Nach dieser Rechnung hätten wir einen Gesamt-Stromverbrauch von fast 8000 kWh/Jahr. Ich kann das fast nicht glauben. Es sind jedoch seit unserem Einzug seit 3 Jahren die ungefähr gleichen Messwerte. Wo liegt hier das Problem? Wir hatten auch davor in unserer Wohnung nie einen solch hohen Wert. Ich vermute mittlerweile, dass es ein Problem mit den Zählern ist? Wir haben einen kombinierten Zähler für Bezug/Einspeisung der Netze mit wechselnder Anzeige (elektronisch). Der PV Zähler sitzt auch im Kasten, ist aber separat.

Antwort von Ingenieurbüro Energieexperten-Südwest

Ich vermute mal, dass Sie schlicht und ergreifend große Stromverbraucher haben. Da müssen Sie schon auf die Suche gehen. Was ist anders als in der früheren Wohnung? Zusätzliche Geräte? Gefriertruhe? Computer im Dauerlauf?
Wie wird das Haus denn eigentlich beheizt (Wärmepumpe mit el. Heizstab?) und wie wird warmes Wasser erzeugt?

Solaranlage bei Ost-West-Dach sinnvoll?

Mein Hausdach hat eine Ost-West Ausrichtung. Lohnt sich da eine Solaranlage? Außerdem läuft der Länge nach eine Stromleitung übers Dach, die stören könnte.

Antwort von Teck Solar E.k

Für die Nutzung PV-Anlage für Eigenbedarf finde ich Ost-West Dächer sogar besser, da man auf den ganzen Tag verteilt kontinuierlicherer Stromerzeugung hat. Es gibt keine Spitzen in der Mittagszeit, dafür aber Früh und Abend bessere Ausbeutung. Bezüglich Stromleitung: man kann die Erträge optimieren wenn man SolarEdge Wechselrichter und Optimierer einsetzt. In dem Fall arbeiten nur die Module schlechter die wirklich vom Schatten getroffen sind.

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