Neues Biohaus-Domizil: perfekte Photovoltaik-Integration im Nullenergiehaus

Mit ihrem Neubau hat die Biohaus PV Handels GmbH ein Zeichen in Sachen nachhaltiges Bauen gesetzt. Das Nullenergie-Bürogebäude im Paderborner "ÖkoPark Dören" zeigt vielfältige und innovative Lösungen zur Integration der Solartechnik.

	Eine Solarstrom-Fassade mit Modulen namhafter Hersteller, ein Solardach in Dünnschicht-Technik, nachgeführte Module und Vakuum-Röhrenkollektoren veranschaulichen die effektive Nutzung der Sonnenenergie. Nullenergie-Bürogebäude mit südorientierter Glasfassade und integrierten Solarmodulen sowie mit geschlossener Kaltfassade an der Südostwand (MSK-Module, 2,3 kWp, rechts im Bild).
Foto: Biohaus PV Handels GmbH.

Die in das Gebäude integrierten aktiven Systeme erzeugen den dort benötigten Strom und die erforderliche Wärme im Jahresmittel selbst. Die solaren Bauelemente dokumentieren den neuesten Stand der Technik zur Energieeinsparung und Energiegewinnung. Den Einzug in ihr neues Domizil feierte die BIOHAUS PV Handels GmbH im November. Zur Zeit arbeiten 26 Angestellte in dem Solar-Passiv-Bürogebäude, einem lebendigen Demonstrationshaus für Photovoltaikanwendungen. Biohaus nutzt das Gebäude zugleich als Solar-Info-Zentrum für Schulungen und Veranstaltungen im professionellen aber auch energiepolitischen Umfeld.

,,Wir zeigen, was möglich ist!"

Ausgangspunkt für die Planung des Neubaus war der akute Mangel an Räumen im bisherigen Gebäude. Besonders vor dem Hintergrund eines wachsenden Photovoltaik-Marktes und der Vergrößerung des Biohaus-Teams war eine Alternative notwendig geworden. Unter dem Motto ,,Wir zeigen, was möglich ist!" entwickelte der Bauherr Willi Ernst zusammen mit dem Architekten Franz-Josef Huxol ein innovatives Gesamtkonzept. Ziel war, Arbeitsplätze in einem spektakulären Gebäude zu schaffen, einem energieautarken Haus mit hohem Anteil solarer Ausstattung. Das ist vorbildlich gelungen.

Glasfront mit Modulen; Doppelfassade. Fotos: Biohaus PV Handels GmbH.

Solare Doppelfassade verbessert Energiebilanz

Das Gebäude hat eine Solar-Doppelfassade, durch die ein natürlicher Energieeintrag in das Gebäude sichergestellt ist. Die dem Gebäude vorgesetzte Fassade wirkt hinsichtlich der Wärme- und Lüftungssteuerung als "maurisches Kühlungssystem", das in mediterranen Regionen häufig anzutreffen ist. In die Fassade integriertes, hoch transparentes Glas optimiert die Energiebilanz, so dass auf Passivfenster verzichtet werden konnte. Die auf einem Erdreich-Sole-Wärmetauscher basierende Hauslüftung ergänzt das innovative Gesamtkonzept und erlaubt den Verzicht auf eine aktive Klimaanlage.

Aktuelle Solarstromtechnik in attraktiver Optik

Neben den installierten Neuentwicklungen, die erst in Kürze auf dem Photovoltaik-Markt erhältlich sein werden, hat der Stuttgarter Glasdesigner Klaus Jansen einen Teil der Fassadenmodule künstlerisch gestaltet. Zusätzlich zur Energiegewinnung und Verschönerung dienen die verwendeten Fassadenmodule auch noch als Schattenspender.

Viel mehr als nur Fassade

An und auf dem Biohaus-Gebäude sind Photovoltaik-Teilanlagen mit einer Gesamtleistung von 17 kWp installiert, die jährlich rund 13.000 Kilowattstunden Solarstrom produzieren. Zusammen mit zirka 2.300 Kilowattstunden Solarwärme, die von 4,4 Quadratmetern Paradigma-Röhrenkollektoren geliefert werden, entspricht die solare Energieerzeugung dem berechneten Jahresenergieverbrauch des Gebäudes.

Die Heizung erfolgt über den Wärmeeintrag der Solarfassade, einen Erdwärmespeicher und aus Überschüssen einer Pelletheizung im benachbarten Lager- und Produktionsgebäude.

PV-Leistungsschau: Sunways (oben), SunPower (Mitte) und Q-Cells (unten).

Die Fassade des Biohaus-Gebäudes ist zugleich Blickfang und Werbefläche für die Photovoltaik. Elegante und effektive SunPower-Solarzellen, transparente Zellen der Sunways AG und die 8-Inch-Hochleistungsphotovoltaikzelle der Q-Cells AG schmücken die Spezialfenster-Fassade und erzeugen mit einer Gesamtleistung von 3,33 Kilowatt peak (kWp) rund 2.200 Kilowattstunden Solarstrom.
PV-Leistungsschau: Sunways (oben), SunPower (Mitte) und Q-Cells (unten). Foto: Biohaus PV Handels GmbH.

Die besten und schönsten Solarzellen der Welt

Drei horizontal angeordnete Bänder mit Solarmodulen in grün, schwarz und blau gliedern die nach Süden ausgerichtete Glasfront. Im unteren Drittel ist die leistungsstärkste Solarzelle der Welt zu sehen: die "Q8", der Q-Cells AG. Die 8-Inch-Zelle aus multikristallinem Silizium. Mit einer Kantenlänge von 210 Millimetern bringt sie nach Angaben des Herstellers 97% mehr Leistung als heutige Standardprodukte.

Bei einer Zelldicke von 330 Mikrometer (µm) beträgt die Leistung der 8-Inch-Zelle mindestens 6,4 Watt peak (Wp): Das Produkt soll ab dem ersten Quartal 2005 in Serie gefertigt werden. Vor zwei Jahren hatte Q-Cells mit der "Q6" im 6-Inch-Format (Kantenlänge 156 mm) die leistungsstärkste Solarzelle Europas vorgestellt.

Horizontales Modulband mit "Q8"-Zellen der Q-Cells AG. Foto: Biohaus PV Handels GmbH.

SunPower A-300 Solarzellen sind in Glas-Glas-Module eingebettet, die in der Mitte der Südfassade eingebaut wurden.Die Hochleistungsmodule kombinieren A-300 Zellen mit Solarglas der Saint-Gobin Glass Deutschland GmbH, einer Tochtergesellschaft der internationalen Saint-Gobain-Gruppe. Die integrierte SGG-PROSOL-Technologie des Weltmarktführers für PV-Gebäudeintegration verbindet Solar-Zellen mit den unterschiedlichsten Gläsern, beispielsweise Doppelglas, Sicherheitsglas, Lärmschutzglas oder beschichtetem Glas.

Fassadenintegrierte SunPower Module. Foto: Biohaus PV Handels GmbH.

"Das neue Biohaus ist nicht nur ein Paradebeispiel für den Umweltschutz, das aktuelle Solarstromtechnik mit fortgeschrittenem Energiespar-Design kombiniert", sagte Peter Aschenbrenner, Vertriebs- und Marketingleiter bei SunPower. "Die Sun Power-Zellen wurden nicht nur wegen ihrer herausragenden Effizienz bezogen auf die Fläche ausgewählt, sondern auch wegen ihrer einzigartigen Optik. Im Gegensatz zu den herkömmlichen, blau schimmernden Solarzellen ist die A-300 von SunPower nahezu schwarz, und wird deshalb von Architekten bevorzugt", erläutert Aschenbrenner. "Durch die Intergration der effizientesten Solarzellen der Welt in ein architektonisch ansprechendes Gebäudedesign hat Biohaus gezeigt, dass Unternehmen sowohl die Energieunabhängigkeit als auch die ökologischen Vorteile der Sonnenenergie nutzen können, ohne den ästhetischen Gesamteindruck zu beeinträchtigen", ergänzt Jörn Jürgens, Spezialist für Gebäudeintegration bei SunPower.

	Die Kontakte der Solarzelle A-300 sind ausschließlich an der Rückseite angeordnet, weshalb die Zelle bis zu 50 % mehr Leistung abgibt als traditionelle Produkte. Das National Renewable Energy Laboratory (NREL) bescheinigte der A-300 unlängst mit 21,5 % den besten Wirkungsgrad der Industrie.
A-300-Zelle mit 21,5 % Wirkungsgrad. Foto: SunPower

Mit Photovoltaik gestalten

Die Fassadenmodule haben auch von innen ihren Reiz, denn sie spenden Schatten und sorgen für interessante Lichteffekte. Die transparenten Sunways-Zellen bilden den oberen Abschluss der Glasfront und erlauben reizvolle Blicke nach draußen.

Sonne und Schatten (Sunways-Module).
Foto: Biohaus PV Handels GmbH.

Doch damit nicht genug: Was ein Künstler mit dem PV-Material anfangen kann, zeigt Klaus Jansen. Der Glasdesigner hat die Module mit den Q-Cells-Zellen veredelt und setzt damit an der Außenseite dezente, aber ansprechende Farbakzente. In den Innenräumen präsentiert das Biohaus mit der Rückseite der Module Glaskunst in Vollendung. Jansens Licht-Kunst ist ein eindrucksvoller Beleg dafür, dass Form und Funktion eine harmonische Verbindung eingehen können.

Glas-Design für PV-Module (außen und innen. )Fotos: Biohaus PV Handels GmbH.

Ein Gebäude voller solarer Lösungen

Hochwertige Produkte wie beispielsweise Automobile werden auf Messen in den "Show-Rooms" der Hersteller präsentiert. Mit ihrem Nullenergie-Bürogebäude geht die Biohaus PV Handels GmbH einen Schritt weiter: Sie hat ihr Domizil in ein "Show-Building" verwandelt, als lebendige Demonstration leistungsfähiger Solartechnik an den Fassaden - und auf dem Dach.

Was das Biohaus auf dem Dach zu bieten hat ist beachtlich: ein Teil der Fläche wurde als Solardach mit einer Leistung von 0,62 kWp realisiert, eine nachgeführte Solarstromanlage (2,28 kWp) folgt dem Lauf der Sonne, und ein dachparalleles Modulfeld mit 2,16 kWp liefert jährlich rund 1.600 Kilowattstunden Solarstrom.

Feld mit MSK-Modulen; Nachgeführtes "Sonnensegel". Fotos: Biohaus PV Handels GmbH.

Für die "Krone" des Flachdachs als optische Verlängerung der Spezial-Fenster-Fassade kamen flexible Sarnasol-Module mit Unisolar-Laminaten zum Einsatz. Die Dünnschichtmodule (insgesamt 0,62 kWp) basieren auf der so genannten Triple-Junction-Technologie. Jede Zelle besteht aus drei Halbleiterschichten, die aufeinander angebracht werden. Die untere Zelle absorbiert das rote Licht, die mittlere das grüne Licht und die obere Zelle das blaue Licht. Diese Trennung des Solarspektrums ist ein Schlüssel zu höheren Energieerträgen, ebenso der Solar-Tracker (nachgeführte Module), welcher bis zu 30 % mehr Solarstromernte erzielt.

Sarnasol-Solardach (Unisolar-Lamainat); Solarstromanlagen auf dem Dach und an der Fassade. Fotos: Fotos: Biohaus PV Handels GmbH, Franz Alsters.

Europa-Parlamentarierin berichtet im Solar-Passiv-Gebäude über den kommenden europäischen Gebäudepass

"Ich bin sehr beeindruckt", fasste die Europa-Abgeordnete Mechthild Rothe (SPD) ihre Eindrücke nach einem Rundgang durch das Solar-Passiv-Bürogebäude zusammen. Mechthild Rothe nutzte ihren Besuch um den ab dem 01. Januar 2006 geltenden europäischen Gebäudepass vorzustellen, der über die Energiesituation eines Gebäudes Auskunft geben wird.

Mechthild Rothe (SPD, MdEP). Fotos: Biohaus PV Handels GmbH

Das Zertifikat wird aufgrund der EU-Richtlinie 2002/91/EG zur Energieeffizienz von Gebäuden (EU-Gebäuderichtlinie) verliehen, die derzeit in nationales Recht umgesetzt wird. Gemäß Artikel 7 Abs.1 dieser Richtlinie ist dem Käufer oder Mieter beim Bau, Verkauf und bei Vermietung vom Eigentümer der "Ausweis über die Gesamtenergieeffizienz" des Gebäudes vorzulegen. Dieser muss neben dem Heizenergiebedarfswert auch Referenzwerte, Rechtsnormen und Vergleichskennwerte enthalten, um einen Vergleich und eine Beurteilung der Gesamtenergieeffizienz zu ermöglichen. Außerdem sind Modernisierungsempfehlungen beizufügen.

Material und Fotos: Biohaus PV Handels GmbH; Redaktion Solarserver: Rolf Hug.