Berichte aus Energie- und Umweltforschung 5/1997
Photovoltaic in Buildings

Im Jahre 1991 wurde im Rahmen des IEA-Forschungsprogramms "Solar Heating and Cooling" ein Implementing Agreement zur Durchführung ein Task XVI über "Photovoltaics in buildings" beschlossen. Österreich war von Anfang an durch ein Forschungsprojekt des BMWVK und die Unterstützung der OKA an diesem internationalen Forschungsprogramm, das insgesamt von 1991-1996 dauerte und das im März 1996 mit der "Ist Solar Electric Building Conference" in Boston abgeschlossen wurde und in dem zwölf Länder kooperierten, beteiligt. Die wichtigsten Ergebnisse dieses Task sind:

• Die Erarbeitung und Herausgabe des internationalen Handbuchs "Photovoltaic in Buildings"
• 17 Demonstrationsgebäude für gebäudeintegrierte Photovoltaikanlagen in insgesamt 9 Ländern
• Working Documents zu verschiedenen Schwerpunkten wie Dokumentationen "historischer" Projekte, Batterien

In bezug auf weitere Forschungsaktivitäten sollten folgende Ziele angestrebt werden:

1. Standardisierung sowohl der Photovoltaikanlagen (z.B. modulintegrierte Wechselrichter) als auch der Gebäudeintegration
2. Kostenreduktion aller Komponenten, insbesondere aber auch der Planung, Konzeptions- und Montagekosten

Die zunehmend bedrohlicher werdenden globalen Umweltprobleme erfordern neben einer effizienteren Energienutzung auch die Erschließung umweltfreundlicher Energiequellen. Dabei kommt es nicht nur darauf an, dass diese Energieträger erneuerbar sind sondern auch, ob und wie sie das Verbraucherverhalten beeinflussen, ob sie sozial verträglich sind und vor allem auch, wieviel Energie zu ihrer Herstellung erforderlich ist. Die dezentrale Nutzung der Sonnenenergie durch Photovoltaikanlagen kann dazu einen wichtigen Beitrag leisten. Aber auch hier werden vielfach kritische Stimmen laut, die den "Landschaftsverbrauch" auch von Kleinanlagen sowie deren Nichteinbindung ins Ortsbild bzw. in die Landschaft kritisieren.

Eine besonders interessante Entwicklung stellt darum der Versuch dar, die Sonnenenergie mit Anlagen, die architektonisch in das Gebäude integriert sind, zur Stromerzeugung zu nutzen. Im Jahre 1991 wurde diesbezüglich im Rahmen des IEA-Forschungsprogramms "Solar Heating and Cooling" ein Implementing Agreement zur Durchführung einer Task XVI über "Photovoltaics in buildings" beschlossen. Österreich war von Anfang an durch ein Forschungsprojekt des BMWVK und die Unterstützung der OKA an diesem internationalen Forschungsprogramm, das insgesamt von 1991-1996 dauerte und das im März 1996 mit der "Ist Solar Electric Building Conference" in Boston abgeschlossen wurde und in dem zwölf Länder kooperierten, beteiligt.

Im wesentlichen wurden zwei zentrale Ziele verfolgt:

• In allen teilnehmenden Ländern sollen sogenannte IEA-Demo-Buildings entstehen, bei denen PV-Elemente in die Gebäudehülle integriert sind. Ein internationales Auslegungs- und Installationshandbuch für Architekten und Elektriker sollte herausgegeben werden; weiters sollten folgende praxisrelevante Ergebnisse zustande kommen.
• Eine Demonstrationsanlage (Demo-Site) für Möglichkeiten, PV-Elemente in die Gebäudehülle zu integrieren. Diese Demo-Site wurde im Sommer 1992 fertiggestellt und befindet sich im Bereich der ETH Lausanne. Eine Broschüre mit einer detaillierten Beschreibung aller IEA-Demo-Gebäude; Beschreibung und Dokumentation Referenz-Computerprogramme und- Abschlussveranstaltungen in allen teilnehmenden Ländern über die Ergebnisse.

Ein wichtiges Ziel dieses Forschungsprogramms war die Erstellung eines international anerkannten Handbuchs über gebäudeintegrierte Photovoltaikanlagen. Ein weiterer wesentlicher österreichischer Beitrag ist die Mitarbeit von Heinrich Wilk am Design-Handbook. Dieses Buch wurde mittlerweile von James&James in London publiziert. Die Haupteditoren sind Thomas Erge und Friedrich Sick vom Fraunhofer-Institut, Institut für solare Energiessysteme Freiburg/Leipzig.

Dieses Handbuch hat als wesentliche Zielgruppe Architekten und Elektroinstallateure und soll weltweit zu einem besseren Verständnis und einer realistischeren Einschätzung der Möglichkeiten der Photovoltaik beitragen. Es behandelt sowohl die Grundlagen der photovoltaischen Sonnenenergienutzung als auch architektonische und elektrotechnische Detailaspekte.

Im Laufe der Task wurden zu speziellen Schwerpunkten insgesamt ca. acht unterschiedliche Working documents und sonstige Reports erarbeitet, davon auch eine Reihe unter österreichischer Federführung bzw. Beteiligung. So bearbeitete Österreich im Rahmen des Working module A5 "Utility Interface" die Schwerpunkte "Technische Aspekte der Netzkopplung" und "Der Wert von PV-Strom". Dieser Punkt wird hauptsächlich von H. Wilk mit Unterstützung von R. Haas für letzteren Punkt bearbeitet. Weiters wurde unter Subtask D2 ein Beitrag in Form einer internationalen Erfassung und Dokumentation bestehender PV-Anlagen geleistet. Im folgenden sind die einzelnen vorliegenden Berichte (Working documents und sonstige Reports) kurz beschrieben.

Schlussfolgerungen

Die Integration von PV-Modulen in die Gebäudehülle hat in den letzten fünf Jahren weltweit und auch in Österreich beträchtliche Fortschritte gemacht. Grundsätzlich haben sich dabei zwei Schwerpunkte herauskristallisiert: Dachintegration bei Einfamilienhäusern bzw. diesen ähnlichen Gebäuden; Fassadenintegration bei kommerziell genutzten Gebäuden. In bezug auf das 1997 offiziell beginnende weiterführende Forschungsprogramm der IEA, der Task VII im Rahmen des Implementing Agreement "Photovoltaics Power Systems", sollten folgende Empfehlungen berücksichtigt werden:

• Das Hauptaugenmerk sollte auf Möglichkeiten zur Standardisierung sowohl der Photovoltaikanlagen (z.B. in die Module integrierte Wechselrichter) als auch der Gebäudeintegration gelegt werden,
• Dies geht einher mit dem Ziel einer merkbaren Kostenreduktion die auch und vor allem bei jenen Kostenanteilen anzustreben ist, die nicht dem Herz der Anlage entsprechen, wie z.B. Konzeptions- und Montagekosten.