IEA SHC SOLARUPDATE Vol. 70, December 2019

Schwerpunkte dieser Ausgabe

IEA SHC Task 56 - Gebäudeintegrierte Solarfassaden

Die Integration von Solarsystemen in die Gebäudefassade erhält zunehmende Aufmerksamkeit von Stakeholdern des Bausektors wie z. B. von Architekten oder Fassadenherstellen, da in den letzten Jahren das Interesse für nachhaltige Gebäude und NutzerInnenkomfort stark zugenommen hat. Obwohl es noch einige Barrieren für eine schnelle Einführung der Technologien in die allgemeine Baupraxis gibt, steigt die Anzahl der Konzepte und Lösungen zunehmend und einige Produkte haben sich bereits am Markt etabliert.

Herausforderungen und Möglichkeiten für Solarsysteme in der Gebäudefassade wurden in Task 56 (Building Integrated Solar Envelope Systems for HVAC and Lighting), der bis Anfang 2020 läuft, ausgehend von einer Marktstudie der auf dem Markt verfügbaren Fassadensysteme umfassend untersucht.

Solare Technologien in Fassaden müssen genauso wie etablierte Produkte den Gebäudestandards und -richtlinien entsprechen, wobei adäquate Testmethoden jedoch erst in Entwicklung sind. Der Bausektor ist relativ konservativ und daher sind Referenzprojekte und Erfolgsbeispiele notwendig, um den Gebäudesektor von den neuen Technologien zu überzeugen.

Öffentliche Institutionen könnten hier eine Vorreiterrolle spielen und solare Fassadentechnologien in ihren Gebäuden sichtbar machen. Außerdem müssen die Aufgabenverteilung und Verantwortlichkeiten der beteiligten Firmen in Hinblick auf Informationen, Materialflüsse oder Gewährleistungen neu geklärt werden, wobei hier auch neue Möglichkeiten und Geschäftsmodelle entstehen könnten. Die Politik kann die Bemühungen im Hinblick auf Förderung von solarer Energieproduktion, Energieeffizienz, Tageslichtnutzung und NutzerInnenkomfort unterstützen.

Signifikante Trends in Bezug auf solare Gebäudefassaden gibt es hinsichtlich neuer Materialien und Anwendungen bzw. deren Adaptivität in Hinblick auf lokale klimatische Bedingungen, Multifunktionalität der Fassaden, Vorfertigung, Automatisierung versus passive Elemente und architektonische Integration.

Da der Bausektor sich in Richtung Industrialisierung bewegt, werden gebäudeintegrierte solare Fassadensysteme in Zukunft ihren Marktanteil aufgrund der Aktivitäten und Geschäftsmodelle innovativer Firmen steigern können, die den Bauprozess als One-stop-shop-Installationsprozess verstehen.

IEA SHC Task 59 - ATLAS: Best-Practice-Datenbank für die energetische Sanierung von historischen Gebäuden

Historische Gebäude gelten in vielen Städten als Wahrzeichen. Sie werden jedoch nur Zukunft haben, wenn sie als lebendige Orte wahrgenommen werden und durch angepasste Sanierungsansätze Lösungen zur Steigerung des Komforts, Senkung der Energierechungen und Minimierung ihres ökologischen Impacts gefunden werden.

Ein "Historischer Gebäudeatlas" zeigt nun exemplarische Sanierungen - von mittelalterlichen Gebäuden über Gebäude der 1920er-Jahre bis zu Nachkriegsgebäuden -, die beispielhaft in Hinsicht auf Energieeffizienz und Denkmalschutz sind.

Aufgenommen werden Gebäude:

• deren Sanierung umgesetzt wurde,
• deren Renovierung das gesamte Gebäude umfasst,
• die eine signifikante Reduktion des Energieverbrauchs erreichen,
• deren Sanierungen in Hinblick auf Denkmalschutz evaluiert wurden
• und bei denen eine technische Dokumentation der Lösungen vorliegt.

Die Erstellung der Datenbank unter Koordination von EURAC wurde durch SHC Task 59 und das Europäische Interrreg Alpenraum Projekt „ATLAS" ermöglicht. Eine Demo-Datenbank ist derzeit unter https://www.hiberatlas.com verfügbar.

IEA SHC Task 59 - Gebäudeintegrierte Photovoltaik in denkmalgeschützten Gebäuden

Die Verbesserung der Energieeffizienz in historischen Gebäuden ist ein sehr wichtiges Thema, da diese einen beachtlichen Teil des europäischen Gebäudebestands einnehmen. Während zu Beginn Behörden und gesetzgebende Organe versuchten, so viel wie möglich zu bewahren, ist der Zugang nun offener und folgt der Leitlinie, möglichst harmonische Lösungen zu finden.

Dabei dienen drei Prinzipien als grundlegende Handlungsanleitung: In traditionelle Gebäudestruktur wird erst dann eingegriffen, wenn Erhaltungsmaßnahmen gesetzt werden müssen, z.B. ein neues Dach notwendig ist. Um gewachsene Landschaftsbilder möglichst wenig zu verändern, sollen vor Eingriffen in historische Gebäude bevorzugt Nebengebäude oder Gebäude der Nachbarschaft erneuert werden. In städtischem Umfeld werden vorzugsweise Gebäude, die bereits gefährdet sind oder neuere Gebäude, deren verwendete Materialien und Techniken sich von der traditionellen Bauweise unterscheiden, energetisch saniert.

Geht es um die architektonische Erhaltung und Sanierung selbst, so wird entweder das gesamte historische Gebäude saniert oder nur ein Teil der historischen Bausubstanz erhalten. In einem kreativeren Ansatz werden herausragende ästhetische Werte eines Gebäudes identifiziert und wiederhergestellt.

In jedem Fall kommt es bei Verwendung von gebäudeintegrierter Photovoltaik zu sichtbaren bzw. farblichen Eingriffen. Reflektierende Oberflächen und Ersatz von existierenden Materialien verändern die Charakteristik von traditioneller Architektur. Darüber hinaus führt eine mit der Sanierung eventuell einhergehende Veränderung der Bodenstruktur oder der Vegetation zu einer veränderten gesellschaftlichen Wahrnehmung der Orte. Dies bietet jedoch auch neue Möglichkeiten, mit traditionellen kulturellen Werten verantwortungsvoll umzugehen und essenzielle Werte zu bewahren.

Länderhighlight Südafrika

Südafrika gehört zu den 20 Ländern mit den höchsten CO2-Emissionen pro Kopf, da mehr als 75 % des Primärenergiebedarfs derzeit aus fossilen Quellen stammen.

In Zukunft will Südafrika seinen CO2-Fußabdruck durch die Nutzung von erneuerbaren Energiequellen, vor allem Wind- und Solarenergie, massiv verringern. Das größte Wachstum in Bezug auf erneuerbare Energien erreicht derzeit Photovoltaik, gefolgt von Windenergie und Bioenergie, wobei noch immer Netzbeschränkungen und politische Rahmenbedingungen limitierende Faktoren darstellen.

Der Beitrag einer grünen Ökonomie zu Wirtschaftswachstum und Schaffung von Arbeitsplätzen ist jedoch hervorragend und Südafrika kann durch Nutzung seiner natürlichen Ressourcen eine führende Rolle in der Anwendung von erneuerbaren Energien spielen.

Großes Potenzial besteht auch im Bereich von Solarthermie, da etwa 50 % des weltweiten Energiebedarfs für Wärme verwendet wird.

Im Juni 2019 eröffnete der österreichische Botschafter in Südafrika, Dr. Johann Brieger, die zwei größten solarthermischen Systeme im südlichen Afrika, die im Rahmen des Projekts SOLTRAIN errichtet wurden.

SOLTRAIN ist eine Initiative zum Aufbau von Know-how im Bereich von Solarthermie und eine Demonstrationsinitiative von solarthermischen Systemen und Anwendungen in Ländern der SADC (Southern Africa Development Community).

Die südafrikanischen Partner sind das Zentrum für erneuerbare und nachhaltige Energiestudien an der Universität von Stellenbosch (CRSES) und SANEDI (South African National Energy Development Institute). Geleitet wird die Initiative von AEE INTEC, Gleisdorf. Das Projekt wird von der Austrian Development Agency und dem Opec Fund for International Development (OFID) gefördert.

Bei den errichteten Anlagen handelt es sich einerseits um die erste solare Fernwärmeanlage Südafrikas, die an der Witwatersrand Universität in Johannesburg errichtet wurde. Bei dieser Anlage werden Solarthermie, KWK und ein Gaskessel als Backup kombiniert und 14 Studentenwohnheime mit Warmwasser versorgt. Die Solarthermieanlage umfasst ca. 600 m² Kollektorfläche.

Bei der zweiten Anlage handelt es sich um eine Gerberei (Klein Karoo International tannery), deren Prozesswärmebedarf in Zukunft durch eine Solarthermieanlage unterstützt wird. Die Anlage umfasst ca. 600 m² Kollektorfläche. Eine Machbarkeitsstudie der Universität Stellenbosch errechnete eine Amortisationszeit von 6,5 Jahren und eine solare Deckung von 60 %. Derzeit läuft eine Monitoringphase, in der die berechneten Werte mit den tatsächlichen Ergebnissen verglichen werden.

Weitere Themen des Newsletters

• die Überreichung des SHC Solar Award an Kyotherm im Rahmen der SHC Conference 2019,
• ein Industrieworkshop, der im Rahmen von Task 55 in Großbritannien stattgefunden hat sowie
• der Start eines neuen Tasks zum Thema „Solare Prozesswärme" im Jänner.

Neue Publikationen

• Broschüre im Rahmen des IEA SHC Task 55: Towards the Integration of Large SHC Systems into District Heating and Cooling (DHC) Networks
• Broschüre: Solar Heat for Cities – The Sustainable Solution for District Heating

Webinare

Kommende Termine der Webinare der Solar Academy finden sich im Newsletter. Vergangene Webinare können auf der SHC-Website abgerufen werden.

IEA SHC SOLARUPDATE Vol. 70, December 2019