Die unter dem Projektnamen »ArKol« neu entwickelten Streifenkollektoren für Fassaden bieten gegenüber der bekannteren solaren Nutzung von Dachflächen eine Reihe von Vorteilen. So passt beispielsweise das Einstrahlungsprofil bei Heizungsunterstützung der Innenräume besser zum tatsächlichen Energieverbrauch. Dies ist vor allem im Winter der Fall, wenn die Sonne niedriger steht und die Fassade dadurch in einem günstigeren Winkel angestrahlt wird als das Dach. Die Folge: Es kann mehr Sonnenlicht eingefangen und der Ertrag für den höheren Heizbedarf genutzt werden.
Im Sommer wiederum ist der Bedarf an Wärme deutlich verringert und beschränkt sich im Wesentlichen auf die Trinkwarmwassererwärmung. Der durch Kollektoren auf dem Dach erzeugte überschüssige Ertrag könnte nicht abgerufen werden, sodass sich die Kollektoren stark aufheizen und sich so eine starke Belastung des Materials und des Solarfluids ergibt. Demgegenüber unterliegen Fassadenkollektoren im Sommer durch die geringere Sonneneinstrahlung an der Wand einer geringeren Materialbelastung als auf dem Dach, was eine längere Lebensdauer ermöglicht, heißt es in einer Mitteilung von DAW SE.
Mehr Fläche – gerade bei hohen Gebäuden
Ein weiterer, wichtiger Punkt bezieht sich auf die bauliche Situation vor allem im urbanen Raum. Hier steht an Fassaden von hohen Gebäuden vielerorts wesentlich mehr Fläche zur Verfügung als auf den Dächern. Somit ist das Flächenpotenzial für die Wärmegewinnung um ein Vielfaches höher als bei Dachkollektoren. Auch hinsichtlich der Energieeinsparverordnung (EnEV) sind Fassadenkollektoren für Planer, Architekten und Bauherren interessant, z. B. für Mehrfamilienhäuser: Da sich bei Gebäuden die Erträge regenerativer Energien mit der Primärenergiebilanz verrechnen lassen, ermöglichen diese Kollektoren den Einsatz geringerer Dämmstoffstärken bei der Wärmedämmung für gleichwertige Dämmungseffekte (sogenannte »U-Werte«). Außerdem entfällt der oftmals nicht gewollte »Schießscharteneffekt« durch den Einsatz voluminöser Dämmmaterialien.
Vielfältige Gestaltungsmöglichkeiten
Das Neue am Konzept des Streifenkollektors sind die vielfältigen Gestaltungsmöglichkeiten gepaart mit einer vereinfachten Hydraulikplanung und Montage. Diese vergleichsweise leicht montierbaren Streifenkollektoren bieten eine hohe Flexibilität hinsichtlich Größe, Farbe, Abstand, Anzahl und Ausrichtung an der Fassade. Darüber hinaus kann der Bereich zwischen den einzelnen Kollektoren zur architektonischen Gestaltung der Fassade mit verschiedenen Materialien genutzt werden. Somit erschließt sich bei der Nutzung der Fassade eine komplette weitere Dimension: Neben Wetterschutz und »Gesicht« eines Gebäudes kommt nun noch die Energiegewinnung hinzu.
Doch wie funktioniert das Ganze eigentlich genau? Am Demonstrationsobjekt in Ober-Ramstadt wurden die von Firma Wagner Solar gefertigten Streifenkollektoren an einer Unterkonstruktion einer vorgehängten hinterlüfteten Fassade (VHF) befestigt, ohne komplizierte Hydraulik und mit vielen Möglichkeiten der Anordnung. Eine geeignete Unterkonstruktion lässt sich sowohl an Neubauten wie etwa auch im Rahmen einer Sanierung installieren und vor allem auch mit Wärmedämm-Verbundsystem-Fassaden kombinieren. Die schlanken, streifenförmigen Kollektoren selbst werden anschließend »trocken« mit einem Sammelkanal, der gleichzeitig als Montageschiene fungiert, verbunden. Die gewonnene Wärme innerhalb des Kollektors wird dabei über Wärmerohre (sogenannte »Heatpipes«) zur Seite transportiert und über die verschraubte Anschlussstelle an den Sammelkanal übertragen. Da die einzelnen Kollektoren somit keinen hydraulischen Anschluss benötigen, erklärt sich ihre einfache und flexible Handhabung.
Ein wichtiger Aspekt: Diese »Plug & Play«-Lösung spart zudem Bauzeit durch geringeren Abstimmungsbedarf der Gewerke. Dadurch ist es auch Fassadenbauern möglich, solche »haustechnischen« Systeme in der Fassade umzusetzen. Wie übliche Solarkollektoren weisen auch die Streifenkollektoren eine Wärmedämmung sowie Frontverglasung auf und nutzen spektralselektiv beschichtete Absorber, sodass viel Solarstrahlung gewonnen wird und die Wärmeverluste gering gehalten werden. J
