Mit »Solar-Shell« haben Forschende der HTWK Leipzig eine Fassadenkonstruktion entwickelt, die Solarenergie erzeugt und gleichzeitig mit architektonischer Eleganz überzeugt. Nun wurde die Solarfassade beim Innovationspreis Reallabore 2022 ausgezeichnet.
Gebäudeintegrierte Photovoltaik birgt großes Potenzial für die Energiewende: 6.000 Quadratkilometer Gebäudedächer und doppelt so viel Fassadenfläche ließen sich theoretisch in Deutschland für Photovoltaik nutzen. Doch Fassaden sollten nicht nur funktionell, sondern auch abwechslungsreich gestaltet sein, findet Frank Hülsmeier, Architektur-Professor und Mitentwickler der »Solar Shell«-Fassade: „Um die Energiewende zu schaffen, müssen wir Architektinnen und Architekten mitnehmen. Allein flächig mit schwarzen Solarpanels behängte Wände wären keine Lösung für einen vielfältigen öffentlichen Raum.“
Ein Lösungsvorschlag ist die vorgehängte Fassade aus Aluminium-Verbundelementen mit integrierten Photovoltaikmodulen namens »Solar Shell«, an der Hülsmeier und seine Mitarbeiter Stefan Huth und Adrian Heller seit 2015 arbeiten. Wie eine »Solar Shell«-Fassade im Detail aussieht, berechnet ein Algorithmus. Darin fließen Informationen wie Gesamtfläche, erwünschter Stromertrag, Standort, Himmelsrichtung und die Eigenschaften der verwendeten Materialien ein. Ein Computerprogramm berechnet dann, wie groß die Einzelelemente sein müssen, um den Platz optimal auszunutzen.
Diesen Vorschlag können Architektinnen und Architekten mit ihren Gestaltungsideen erweitern. Gegenüber flächig installierten Modulen kann eine »Solar Shell«-Fassade bis zu 55 Prozent mehr Energie pro Quadratmeter Photovoltaik-Fläche erzielen.
Solarfassade in Bad Rappenau
In Bad Rappenau im Landkreis Heilbronn kam die Solarfassade »Solar Shell« 2021 erstmals an einem Gebäude zum Einsatz. Das Firmengebäude des Unternehmens Aluform – ein Verarbeiter von Aluminium-Verbundwerkstoffen – erzeugt damit rund 10.000 Kilowattstunden Energie im Jahr. Für die Umsetzung arbeiteten die Forschenden mit mehreren Unternehmen zusammen.
An der Süd- und Westfassade des Neubaus glänzen nun helle Drei- und Vierecke, die aus den beiden Wänden dreidimensional hervorstehen und Solarstrom erzeugen. „Die plastische Struktur entsteht automatisch, wenn wir die Photovoltaik-Module bestmöglich zur Sonne ausrichten, denn kaum eine Wand steht in einem für die Energiegewinnung optimalen Winkel“, erläutert Hülsmeier.
Innovationspreis Reallabore
Reallabore sind zeitlich und meist räumlich begrenzte Testräume, in denen innovative Technologien oder Geschäftsmodelle unter realen Bedingungen erprobt werden. Sie erfordern oftmals Ausnahmegenehmigungen oder die Nutzung von Experimentierklauseln und liefern wichtige Erkenntnisse, ob und wie der rechtliche Rahmen weiterentwickelt werden muss. Mit dem Innovationspreis Reallabore würdigt das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz herausragende Reallabore, die sich durch ihren Vorbildcharakter und ihren Beitrag für ein modernes und innovationsfreundliches Recht auszeichnen.
Insgesamt gingen in diesem Jahr 101 Bewerbungen ein. Die Forschungsgruppe um Architektur-Professor Frank Hülsmeier erzielte mit ihrer Solarfassade den 3. Platz beim Sonderpreis Nachhaltigkeit des Innovationspreises Reallabore 2022 – für die „vorbildliche Weise, neue Technologien in die konkrete Anwendung zu bringen und damit echten Mehrwert für den Klima- und Umweltschutz zu schaffen“.
