Einstrahlungs- und Ertragsanalyse gebäudeintegrierter Photovoltaik (BIPV)
Zur Bewertung des wirtschaftlichen und nachhaltigen Einsatzes von gebäudeintegrierter Photovoltaik (BIPV) ist es ratsam, eine Einstrahlungssimulation auf Basis der Gebäudegeometrie und der zur Verschattung relevanten Umgebungsgeometrie durchzuführen.
Was ist BIPV?
BIPV steht für "Building-Integrated Photovoltaics" oder auf Deutsch "Gebäudeintegrierte Photovoltaik". Es handelt sich dabei um eine innovative Technologie, die erneuerbare Energieerzeugung und Architektur miteinander verbindet. Im Wesentlichen geht es darum, Solarmodule in die Gebäudehülle zu integrieren, sodass sie ästhetisch ansprechend sind und gleichzeitig Strom erzeugen können.
Traditionell wurden Solarmodule auf Dächern oder Freiflächen installiert, was den Bau von separaten Solaranlagen erforderte. BIPV geht einen Schritt weiter und nutzt die vorhandenen Gebäudeflächen wie Fassaden, Fenster, Dächer oder auch Balkone, um Photovoltaikmodule zu integrieren. Dadurch wird das Gebäude zu einem aktiven Stromerzeuger, ohne dass zusätzliche Flächen oder Infrastruktur benötigt werden.
Vorteile der Nutzung von BIPV
Energieerzeugung vor Ort
Eine Solarfassade erzeugt erneuerbare Energie direkt am Gebäude, was dazu beiträgt, den Ernergiebedarf aus dem Stromnetz zu reduzieren. Dadurch kann das Gebäude einen Teil oder sogar den gesamten Strombedarf selbst decken.
Platzersparnis
Die Integration von Photovoltaik in die Gebäudehülle spart wertvolle Fläche, die anderweitig für separate Solaranlagen auf dem Dach oder auf dem Boden benötigt würde. Dies ist besonders vorteilhaft in dicht bebauten urbanen Umgebungen, in denen der verfügbare Raum begrenzt ist.
Ästhetik und Designflexibilität
Solarfassaden bieten eine breite Palette an Gestaltungsmöglichkeit, besonders in Anordnung und Farbe. Zudem lassen sie sich problemlos mit anderen Fassadensystem, wie z. B. Metallfassaden kombinieren.
Passive Solarnutzung
Neben der Stromerzeugung kann eine Solarfassade auch zur passiven Solarnutzung genutzt werden, indem sie das Gebäude vor Sonneneinstrahlung und Wärme schützt. Dies kann dazu beitragen, den Energiebedarf für Kühlung in den Sommermonaten zu reduzieren.
Umweltfreundlichkeit
Solarfassaden reduzieren den Kohlenstoff-Fußabdruck des Gebäudes erheblich, da sie saubere Energie aus Sonnenlicht erzeugen. Durch den Einsatz von Solarenergie können Sie Ihren Beitrag zum Klimaschutz leisten und den Verbrauch fossiler Brennstoffe verringern.
Langlebigkeit und Wartungsarmut
Moderne PV-Module sind robust und langlebig, was bedeutet, dass die Solarfassade über viele Jahre hinweg zuverlässig Strom erzeugen kann. Die Wartung ist in der Regel minimal und beschränkt sich auf regelmäßige Reinigung und Überprüfung der Anlage.
Wertsteigerung des Gebäudes
Eine Solarfassade kann den Wert eines Gebäudes erhöhen und seine Attraktivität auf dem Immobilienmarkt steigern. Gebäude mit erneuerbarer Energieproduktion werden oft als zukunftsfähiger und nachhaltiger wahrgenommen.
Förderung der Nachhaltigkeit
Die Installation einer Solarfassade ist ein symbolisches Statement für die Nachhaltigkeit und Ihr Engagement für den Umweltschutz.
Einstrahlungs- und Ertragsanalyse - Was ist das?
Eine Einstrahlungsanalyse für gebäudeintegrierte Photovoltaik (BIPV) ist eine Untersuchung, die die Sonneneinstrahlung auf einer bestimmten Gebäudeoberfläche analysiert, um das Potenzial für die Installation von Solarmodulen zu bewerten. Die Analyse ist ein wichtiger Schritt, um die Effizienz und die erwartete Stromerzeugung der PV-Anlage vorherzusagen.
Die Analysen setzen sich aus vier wesentlichen Schritten zusammen:
1. Einstrahlungsanalyse
Bei der Einstrahlungsanalyse wird der Standort des Gebäudes berücksichtigt. Dieser spielt eine wichtige Rolle, da er bestimmt, wie viel Sonneneinstrahlung das Gebäude während des Tages empfangen kann. In diesem Zusammenhang wird eine sogenannte Verschattungsanalyse durchgeführt. Sie beinhaltet die Bewertung möglicher Verschattungseffekte auf das zu planende Gebäude, bspw. durch umliegende Gebäude, Bäume, Strukturen oder andere Hindernisse, die die PV-Module beeinträchtigen könnten. Die Verschattung reduziert die Menge an Sonnenlicht, das auf die Module trifft und somit die Stromerzeugung beeinträchtigen kann.
Mit Hilfe von Sonnenscheinmessdaten und computergestützten Modellen wird dann die Einstrahlung der Sonne auf die geplante Fläche berechnet. Diese Berechnung berücksichtigt den Einfallswinkel der Sonnenstrahlen, die Bewegung der Sonne über den Himmel während des Tages, saisonale Veränderungen und andere klimatische Faktoren. Wir betrachten dabei das gesamte Jahr und jede Tageszeit, um bestmögliche und genaue Ergebnisse zu erhalten.
2. Modulverteilung
Die Grundlage für die Modulverteilung stellt die Einstrahlungsanalyse dar. Mit Hilfe der bei der Einstrahlanalyse generierten Daten werden bei diesem Schritt die PV-Module im Modell an den sonnenreichsten Flächen des Gebäudes angebracht, um so den Ertrag aus der Sonneneinstrahlung zu maximieren. Wir unterscheiden grundsätzlich zwei verschiedene Modularten: Dünnschichtmodule und Kristalline Module.
3. Ertragsanalyse
Anhand der berechneten Sonneneinstrahlung und der simulierten Modulverteilung kann in diesem Schritt der Ertrag der PV-Anlage in Kilowattstunden ausgegeben werden. Hierbei werden die erwartete Leistung, die jährliche Stromerzeugung und mögliche Schwankungen aufgrund von Wetterbedingungen berücksichtigt.
4. Wirtschaftlichkeitsberechnung
Schlussendlich wird eine wirtschaftliche Berechnung durchgeführt, um die Rentabilität und Amortisierung der PV-Anlage zu ermitteln. Dies umfasst die Faktoren, wie z. B. die Kosten der Installation, den erwarteten Stromertrag, die Wartungskosten und die Einsparungen bei den Stromkosten im Laufe der Zeit.
Gern unterstützen wir Sie in Ihrem BIPV-Projekt
Sie sind sich unsicher, ob sich die Integration von BIPV für Sie lohnt? Dann erstellen wir Ihnen gern eine Einstrahlungs- und Ertragsanalyse speziell für Ihr Vorhaben.
