Die direkte Umwandlung von Lichtenergie in elektrische Energie mittels Solarzellen wird seit dem 25. April 1954 genutzt, wann Forscher der Bell Labs erste Silizium Solarzellen präsentieren.
Diese Erfindung scheint, interessant zu sein, aber sehr teure Solarzellen finden ihren Absatzmarkt nicht so schnell. Erst nach dem Erfolg der Photovoltaikzellen an Bord eines amerikanischen Satelliten namens Vanguard I. werden Solarzellen für Raumfahrtzwecke seit 1958 verwendet. Im Jahre 1973 weckt die Ölkrise die Interesse an neuen Energiequellen. Seit Mitte der 1970er Jahre werden dann Photovoltaikzellen für terrestrische Zwecke hergestellt. Aber immer weiter herrscht die Überzeugung, dass die beste Lösung für Energieversorgung die Nutzung der Kernkraft ist. Eine Reihe der katastrophalen Störfälle wendet die Energiewirtschaft in die Richtung der regenerativen Energien. Seit diesem Moment entwickelt sich die photovoltaische Technologie immer schneller, heutzutage spielt sie die unschätzbare Rolle in allen Wirtschaftszweigen, und auch im Baubereich.
Die EU-Richtlinie zu den erneuerbaren Energien vom 23. April 2009 (2009/28/EG) fördern die Verwendung der erneuerbaren Energien, damit bis 2020 ein Gesamtanteil dieser Energien am Energiegesamtverbrauch innerhalb der EU von 20% erreicht wird. Am 13. November 2015 wird die europäische Norm EN-50583 „Photovoltaik im Bauwesen“ angenommen. Diese Norm verweist nur auf internationale Normen und Richtlinien, die die Eigenschaften der Photovoltaik-Module hinsichtlich der grundlegenden Gebäudeanforderungen betreffen. Die einzelnen Länder können zusätzlich nationale Normen und Vorschriften für Bauprodukte verwenden, für welche es noch keine harmonisierten europäischen Normen gibt.
Heute integriert sich die Photovoltaik schon vollständig in die Gebäudehülle. Sie übernimmt die verschiedenen Funktionen der Außenhaut: wie z. B. die Solarmodule als Dachfläche, PV-Folien als ein Bestandteil textiler Membrandächer, transparente Dachstrukturen; opake Solarfassaden als Kaltfassade oder transparente Varianten für Warmfassaden; photovoltaische Sonnenschutzlamellen an Balkonbrüstungen; Verschattungselemente, Verkleidungen. In der letzten Zeit spricht man über die BIPV (Building Integrated Photovoltaics) – bauwerkintegrierte Photovoltaik. Die Integration der Photovoltaik mit den Bauteilen erfolgt das Erfüllen mehreren Funktionen gleichzeitig, z. B. die Energiegewinnung und die Tageslichtnutzung dank der transparenten Module, deren Teilverschattung reduziert im Sommer den Klimatisierungsbedarf. Im Winter dienen die PV-Elemente zur Erwärmung der Dachoberfläche, um Schneelasten zu vermeiden.
Solche Lösungen gelten nicht nur für neue Gebäude. Im Zuge der Sanierung werden immer öfter alte Baumaterialien durch PV-Komponente ersetzt. Sogar die historischen, denkmalpflegerisch sensiblen Gebäude erhalten durch die PV-Dachziegel, die in mehreren Formen und Farben auf dem Markt vorhanden sind, eine neue Funktion wie zusätzliche Stromversorgung.
mgr germ., inż. ochr. środ. Inessa Czerwińska
dr inż. Ołeksij Kopyłow (ITB)
Vokabeln:
der Absatzmarkt-märkte – rynek zbytu
die Außenhaut-häute – dosł. zewnętrzna skóra (patrz die Gebäudehülle)
die Balkonbrüstung-en – balustrada balkonowa
die Energiegewinnung – pozyskiwanie energii
die Energieversorgung-en – zaopatrzenie w energię
die Energiequelle-n – źródło energii
erneuerbar – odnawialny
die Gebäudeanforderung-en – wymagania budowlane
die Gebäudehülle-n – dosł. powłoka budynku, dach i fasada razem
die Kaltfassade-n – fasada wentylowana wielowarstwowa
die Kernkraft- – energia atomowa
der Klimatisierungsbedarf – potrzeba klimatyzacji
die Lichtenergie-n – energia światła
opak – nieprzezroczysty
das Photovoltaik-Modul-e – moduł fotowoltaiczny
die Photovoltaikzelle-n – ogniwa fotowoltaiczne
regenerativ – regeneracyjny, odnawialny
die Solarzelle-n – dosł. komórkasłoneczna, ogniwo słoneczne
die Sonnenschutzlamelle-n – żaluzje przeciwsłoneczne
der Störfall-fälle – awaria elektrowni atomowej
die Stromversorgung – zaopatrzenie w prąd
die Tageslichtnutzung – wykorzystanie światła dziennego
die Verkleidung-en – okładzina, oblicówka
die Verschattung-en – zacienienie
die Warmfassade-n – fasada niewentylowana
Tłumaczenie
Fotowoltaika w budownictwie
Bezpośrednia przemiana energii światła na energię elektryczną przy użyciu ogniw słonecznych jest stosowana od 25 kwietnia 1954 r., kiedy to naukowcy z Bell Labs prezentują jako pierwsi krzemowe ogniwa słoneczne. Wynalazek ten wydaje się interesujący, ale bardzo drogie ogniwa słoneczne nieprędko znajdują swój rynek zbytu. Dopiero po sukcesie ogniw fotowoltaicznych na pokładzie amerykańskiego satelity Vanguard I ogniwa słoneczne są używane do celów kosmicznych od 1958 r. W roku 1973 kryzys naftowy budzi zainteresowanie nowymi źródłami energii. Od połowy lat 70. fotoogniwa są produkowane do celów naziemnych. Jednak nadal istnieje przekonanie, że najlepszym rozwiązaniem dla zapewnienia dostępu do energii jest wykorzystanie energii jądrowej. Seria katastrofalnych wypadków w elektrowniach atomowych kieruje energetykę w stronę energii odnawialnej. Od tego czasu technologia fotowoltaiczna rozwija się coraz szybciej, obecnie odgrywa nieocenioną rolę we wszystkich sektorach gospodarki, również w sektorze budowlanym.
Dyrektywa UE w sprawie promowania stosowania energii ze źródeł odnawialnych z dnia 23 kwietnia 2009 roku (2009/28/WE) wspiera stosowanie energii ze źródeł odnawialnych, tak aby do roku 2020 udział tych źródeł energii w całkowitym zużyciu energii w UE osiągnął 20%. W dniu 13 listopada 2015 roku zostaje przyjęta europejska norma EN-50583 „Fotowoltaika w budownictwie”. Norma ta odnosi się jedynie do międzynarodowych standardów i wytycznych dotyczących właściwości modułów fotowoltaicznych pod względem podstawowych wymagań budowlanych. Poszczególne kraje mogą stosować również krajowe normy i przepisy dotyczące produktów budowlanych, dla których nie istnieją zharmonizowane normy europejskie.
Dzisiaj fotowoltaika jest już całkowicie zintegrowana z obudową budynku. Przejmuje ona różne funkcje fasady i dachu, jak np.: moduły słoneczne w roli połaci dachu, folie fotowoltaiczne jako element tekstylnych dachów membranowych, przezroczyste struktury dachowe, nieprzezroczyste fasady solarne jako wentylowane elewacje lub przezroczyste odmiany ścian osłonowych, przeciwsłoneczne żaluzje montowane na balustradach balkonowych, elementy zacienienia, okładziny. Ostatnio mówi się o BIPV (Building Integrated Photovoltaics) – fotowoltaice zintegrowanej z konstrukcjami budowlanymi. Integracja fotowoltaiki z konstrukcjami budowlanymi umożliwia spełnienie kilku funkcji naraz, takich jak pozyskiwanie energii, wykorzystanie światła dziennego, dzięki przezroczystym modułom, których częściowe zacienienie zmniejsza zapotrzebowanie na klimatyzację w lecie. W zimie panele fotowoltaiczne służą do ogrzewania powierzchni dachu, aby uniknąć gromadzenia śniegu.
Takie rozwiązania dotyczą nie tylko nowych budynków. Podczas remontu coraz częściej stare materiały budowlane są zastępowane przez komponenty fotowoltaiczne. Nawet historyczne, zabytkowe budynki dzięki fotowoltaicznym dachówkom, które są dostępne na rynku w różnych kształtach i kolorach, uzyskują nową funkcję – dodatkowe zaopatrzenie w prąd.
