Digitaler Schub für die Sonnenenergie

© FBG/C. Bierwagen

Photovoltaik-Anlagen auf den Dächern von Gebäuden sind bereits verbreitet. "Die reine Nutzung der Dachfläche reicht jedoch insbesondere bei Nichtwohngebäuden nicht für die Deckung des Energiebedarfs aus", sagt Prof. Dr.-Ing. Katharina Klemt-Albert von der Leibniz Universität Hannover (LUH). "Da die flächige Montage an der Fassade aber kritisch im Hinblick auf Ästhetik sowie die Planung und Installation eingestuft wird, bleiben Fassadenflächen ungenutzt", erklärt die Leiterin des Instituts für Baumanagement und Digitales Bauen. Gemeinsam mit ihrem Team und acht Verbundpartnern aus Industrie und Wissenschaft optimiert sie in einem neu gestarteten Projekt den Lebenszyklus von gebäudeintegrierten Photovoltaik-Systemen (BIPV) – von der Planung über die Installation bis zum Betrieb.

Building Information Modeling (BIM)

Dafür setzen die Forscher die digitale Methode "Building Information Modeling (BIM)" ein. Ziel ist es, die Akzeptanz und Anwendung der BIPV zu erhöhen. Außerdem sollen optisch ansprechende Photovoltaik-Oberflächen die Fassaden ästhetisch aufwerten. "Die Photovoltaik ist ein wichtiger Teil der Strategie für eine erfolgreiche Energiewende. Die gebäudeintegrierte Photovoltaik hat das Potenzial, bislang ungenutzte Fassadenflächen zur nachhaltigen Energiegewinnung zu aktivieren", schätzt Projektmitarbeiter Lukas Baumgärtel ein.

Forschung an realer Fassade und digitalem Zwilling

Als Demonstrationsgebäude und Reallabor dient eine Fassadenfläche des dänischen Expo-Pavillons auf dem Messegelände Hannover. An ihr sammelt das Team Daten über den gesamten Lebenszyklus eines BIPV-Systems. Diese Daten übertragen die Wissenschaftler in die digitale Welt: Im Digitallabor XLAB des Instituts für Baumanagement und Digitales Bauen entsteht ein digitaler Zwilling, an dem – gemeinsam mit den Partnern aus Industrie und Wissenschaft – die Praxistauglichkeit von BIPV-Systemen validiert wird. Die Ergebnisse der Analysen aus Digital- und Reallabor sollen in einem praxisnahen Leitfaden zusammengestellt werden. Außerdem entsteht eine digitale Plattform, die die Prozesse und Informationen im Lebenszyklus auf Basis des digitalen Zwillings abbildet.

Förderung mit 2,4 Millionen Euro

Das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie fördert das Verbundprojekt "BIMPV - Retrospektiver BIM-Ansatz zur lebenszyklusoptimierten Integration von BIPV-Systemen in der Gebäudehülle" im Rahmen des 7. Energieforschungsprogramms mit 2,4 Millionen Euro für drei Jahre. Partner des Instituts für Baumanagement und Digitales Bauen (ICoM) ist das Institut für Solarenergieforschung (ISFH), ein An-Institut der LUH unter Leitung von Prof. Dr.-Ing. Rolf Brendel. Weitere Verbundpartner sind das Bayrische Zentrum für Angewandte Energieforschung, das bifa Umweltinstitut, der Ingenieurdienstleister albert.ing, das Architekturbüro Lang Hugger Rampp, der BIPV-System-Hersteller Blue Energy Systems sowie der Energiemanagementsystem-Entwickler nD-Enerserve. Als assoziierter Partner unterstützt das Planungsbüro Carsten Grobe Passivhaus – es stellt das Demonstrationsgebäude auf dem Messegelände in Hannover für die Forschung zur Verfügung.

(Veröffentlicht: 18. Januar 2021)