SOLAR.shell: HTWK Leipzig entwickelt effiziente, dreidimensional gefaltete Design-Solarfassade

(15.2.2018) Ästhetisch und effizient zugleich: Die von Architekten der Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur Leipzig (HTWK Leipzig) entwickelte Solar-Fassade „SOLAR.shell“ soll dank ihres ganz speziellen Designs bis zu 50% mehr Energie als herkömmlich angebrachte Solarmodule erzeugen können - und hat  dabei auch noch architektonisches Potential. Der Trick: Die Solarmodule in der dreidimensional gefalteten Fassade sind so ausgerichtet, dass sie am jeweiligen Gebäude im Jahresverlauf möglichst viel Sonneneinstrahlung ausgesetzt sind.

Im Foyer des Nieper-Baus der HTWK Leipzig wurde Ende 2017 ein im Maßstab 1:2 verkleinerter Ausschnitt der „SOLAR.shell“-Fassade ausgestellt - hier der Übergang von der West- zur Südfassade. In den 2 x 3 m großen Demonstrator aus Aluminium-Verbundplatten sind insgesamt neun Solarmodule eingelassen. (Foto © Fraunhofer CSP) 

Mit der üblicherweise verfügbaren Dachfläche allein lässt sich der Energiebedarf eines Gebäudes kaum vollständig decken. Weiteren Platz bietet aber die Gebäudefassade. Doch sowohl aus ästhetischen Gründen als auch aufgrund des vergleichsweise geringen Sonnenertrags auf senkrechten Flächen wird diese Lösung selten umgesetzt. HTWK-Pro­fessor Frank Hülsmeier und sein Team vom Architektur-Institut Leipzig (ai:L) haben deshalb gemeinsam mit Partnern die Solarfassade „SOLAR.shell“ entwickelt, die sowohl technisch als auch architektonisch überzeugt.

„Zuerst haben wir nach ästhetischen Gesichtspunkten eine dreidimensional gefaltete Fassade entworfen und diese am Computer modelliert. Im nächsten Schritt wurde der Entwurf technisch optimiert. Dazu haben wir den Sonnenverlauf im Tages- und Jahreszyklus sowie die Höhe der umgebenden Gebäude an einem spezifischen Standort - in diesem Fall eine Straße in Berlin - in das Entwurfsmodell einbezogen und den Winkel der Solarmodule optimiert“, so Hülsmeier. „So ist es uns gelungen, mit der gleichen Fläche an Solarmodulen bis zu 50 Prozent mehr Energie zu gewinnen als bei vertikal installierten Solarmodulen.“ Mit Hilfe dieses „parametrisch-generativen“ Vorgehens lässt sich für jeden beliebigen Standort die optimale Süd-, West- oder Ost-Fassade entwerfen.

Die Entwicklung der SOLAR.shell wurde durch das Bundesprogramm „Zukunft Bau“ gefördert. Unterstützung bei der Umsetzung des Demonstrators kam vom Fraunhofer-Center für Silizium-Photovoltaik CSP, der BOBO GmbH und SGB Steuerungstechnik GmbH.