Gebäudeintegrierte Photovoltaik (BIPV): Einsatz, Anforderungen, Preise

Anna Vöpel
Zuletzt aktualisiert: 03/01/2023

Eine Photovoltaikanlage hat die Funktion, Sonnenlicht in Strom umzuwandeln. Dies geschieht normalerweise über PV-Module auf dem Hausdach bzw. auf Freiflächen. Doch Solarmodule können auch direkt in das Gebäude integriert werden. Die Stromerzeugung ist dann nur eine von mehreren Funktionen, die die Module erfüllen. Wie die PV-Module integriert werden können, welchen Anforderungen sie gerecht werden müssen und welche Möglichkeiten es gibt, erfahren Sie in diesem Artikel. 

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Was bedeutet gebäudeintegrierte Photovoltaik

Der Begriff gebäudeintegrierte Photovoltaik (GIPV) bezeichnet eine Photovoltaikanlage, die direkt in die Gebäudehülle eingesetzt wird. Die PV-Anlage ersetzt dabei Teile der Außenhaut, wie die Fassade oder das Dach. Sie erfüllt auf diese Weise neben der Stromerzeugung auch eine schützende Funktion. Häufig wird auch der englische Begriff Building-integrated photovoltaics (BIPV) verwendet. 

Neben den funktionalen Aspekten spielt bei BIPV auch die Ästhetik eine wichtige Rolle. Die PV-Module werden bewusst als architektonische Gestaltungsmittel eingesetzt. Es wird viel mit dem Licht und der möglichen Transparenz der Module gespielt. Besonders bei Großprojekten erreichen PV-Anlagen auf diese Weise eine bessere allgemeine Akzeptanz und werden nicht mehr lediglich als technisches Element betrachtet. 

Besondere Anforderungen an gebäudeintegrierte Module

Der Einsatz von Photovoltaikanlagen in der direkten Gebäudehülle stellt neben dem energetischen auch einen physikalischen, architektonischen und konstruktiven Anspruch an die gesamte Planung. Die PV-Anlage muss aus diesem Grund eine ganze Reihe von Anforderungen erfüllen, damit die Sicherheit und der Komfort des Gebäudes auch bestehen bleiben. Zu diesen Anforderungen zählen: 

  • Schutz vor dem Wetter und einfallendem störendem Sonnenlicht
  • wärme- und schalldämmende Eigenschaften
  • gute Klimatisierung des Gebäudes
  • Belichtung und Sichtschutz müssen gewährleistet sein
  • Bauteile müssen einbruchssicher sein
  • gewisser ästhetischer Anspruch am Design

Um diese Anforderungen zu erfüllen, müssen BIPV-Module sehr robust sein. Sie werden deshalb mit einem speziellen Montagesystem befestigt. Auch bei Wind und Wetter oder Beschädigung dürfen sie nicht brechen oder gar herabfallen und Personen gefährden. Im Einzelfall kann es sein, dass eine bauaufsichtliche Überprüfung der Solarmodule stattfinden muss. Dies ist insbesondere der Fall, wenn die Module in einem Gebäudeteil integriert sind, unter dem sich Menschen aufhalten. Gemeint sind die sogenannten Überkopfmodulen

Verfügen die BIPV-Module über die allgemeine bauaufsichtliche Zulassung (abZ), ist eine Überprüfung nicht notwendig. Die abZ ist ein Verwendungsnachweis, der nach Prüfung des Bauproduktes, das heißt in diesem Fall der Module und ihrer Halterungen, durch das Deutsche Institut für Bautechnik ausgestellt wird. Im Verwendungsnachweis werden die bauaufsichtlich relevanten Eigenschaften und die Verwendungsbereiche geregelt. 

Verfügen die Überkopf-Module nicht über die abZ, kann es im Falle einer bauaufsichtlichen Kontrolle zu einem Ordnungswidrigkeitsverfahren des Bauherren kommen. Dieser kann Schadensansprüche gegen das Planungsbüro oder das ausführende Unternehmen geltend machen. 

Einsatzgebiete von gebäudeintegrierter Photovoltaik

Gebäudeintegrierte PV-Anlagen gibt es in sehr kleinen Ausführungen, wie in Solarcarports, aber auch in Einfamilienhäusern und großen Hochbauten sind die Solarmodule zu finden. 

Indach-Photovoltaik

Eine der häufigsten Arten einer gebäudeintegrierten PV-Anlage stellt die Indach-Photovoltaik dar. Bei dieser Variante ersetzen die Solarmodule teilweise oder komplett das Dach. Sie werden in der Regel direkt auf die Dachlatten montiert und ersetzen so die Dachziegel oder Schindeln. Eine Indach-Photovoltaik kann daher eine ästhetische Alternative zur klassischen Aufdach-Photovoltaik sein. Sie fügt sich homogen in das Dach ein und bildet ein sehr einheitliches Erscheinungsbild. 

Indach Photvoltaik

Indach Photvoltaik (@Vidirian Solar)

Wichtig bei einer Indachanlage ist, dass die Ränder gut abgedichtet sind. Wird die Montage nicht fachgerecht ausgeführt, kann es zu Feuchteschäden im Dach führen. Die Wahl des Solarteuers ist deshalb sehr wichtig und sollte auf ein Unternehmen mit Erfahrung und Referenzen für Indach-Photovoltaik fallen. 

Wird eine Indach-Photovoltaik als Flachdach installiert, werden häufig transparente oder semi-transparente Solarmodule gewählt. Diese bilden dann ein lichtdurchlässiges Glasdach. Damit die Anforderungen an eine Überkopfverglasung erfüllt werden, werden Solar-Verbundelemente verwendet.

Solarfassade

Werden die PV-Module in die Fassade integriert, spricht man von einer Solarfassade. Zum Anbringen von Solarmodulen ist insbesondere die Außenfassade geeignet, da sie eine große Fläche bietet, die sonst kaum einer Funktion unterliegt. Es ist also ausreichend Platz für eine Photovoltaik vorhanden. Leider ist der Sonneneinstrahlenwinkel auf die senkrechten Module nicht optimal. Die erzielte Photovoltaikleistung ist rund 30 % niedriger, als wenn die Module auf dem Dach montiert werden. 

Solarfassade auf einem Einfamilienhaus

Dafür bieten die Wände deutlich mehr Platz für das Anbringen von PV-Modulen als das Dach. Es können daher mehr Module verwendet werden, was den solaren Ertrag steigert. Zusätzlich können Materialkosten beim Bau der Fassade gespart werden, da die Module diese ersetzen. 

Besonders häufig werden PV-Module bei Glasfassaden eingesetzt. Das liegt daran, dass die Module ein ähnliches Aussehen und einen ähnlichen Aufbau wie vorgehängte Glaspaneele haben. Die BIPV-Module fügen sich optisch gut in das Gebäude ein und erfüllen bauliche Aufgaben wie die Gewährleistung von Brand-, Schall- und Wärmeschutz.

Carports

Integrierte Photovoltaikanlagen kommen auch in Carports als sogenannte Solarcarports vor. Die Photovoltaikmodule ersetzen in diesem Fall vollständig das Dach des Carports. In der Regel handelt es sich um Glas-Glas-Module, die eine Transparenz besitzen. So wird nicht nur Strom erzeugt, sondern auch ein spannendes Licht-Schattenspiel im Inneren des Carports erzeugt.  

Solarcarports haben den großen Vorteil, dass der erzeugte Solarstrom direkt zum Laden eines Elektroautos genutzt werden kann. Die Carports können entweder von Fachfirmen gebaut werden oder es kann ein Komplett-Set zum Selbstaufbau gekauft werden. 

Veranda und Terrasse

Neben dem Carport oder der Garage kann eine Photovoltaikanlage auch auf der Veranda, dem Balkon oder der Terrasse integriert werden. In diesem Fall ersetzen die Module Überdachungen oder Geländer. Wie bei einem Solarcarport wird die Überdachung einfach durch Glas-Photovoltaik-Module ersetzt. Diese schützen dann vor Regen und Sonne und erzeugen gleichzeitig Strom.

Auf dem Balkon oder der Terrasse kommt darüber hinaus die Integration von vertikalen Solarmodulen infrage. Diese werden als Brüstung oder seitlicher Sichtschutz installiert. Auch hier werden in der Regel Glas-Glas-Module verwendet, um ein spannendes Schattenspiel mit der Transparenz der PV-Module zu erzeugen. 

Fenster und Oberlichter

Semitransparente PV-Module können ansonsten als Fenster, Oberlichter, Lichtpyramiden, Lichtkuppel oder Lichtbänder eingesetzt werden. Besonders bei einer Südausrichtung kann einfach anstatt eines Glaselementes ein transparentes Photovoltaikelement zum Einsatz kommen. Auf diese Weise bleibt der Tageslichteinfall erhalten. 

Sonnen- und Sichtschutzelemente

Sonnen- und Sichtschutzelemente können nicht nur auf einer Terrasse oder Veranda aus Photovoltaikmodule bestehen. Auch bei Wohn- oder Geschäftsbauten können PV-Module als solche Elemente eingesetzt werden. Es gibt zum Beispiel bewegliche externe PV-Sonnenschutzlamellen, die in der Außenfassade des Gebäudes integriert werden und bei Bedarf die Fensterflächen abdecken. Mittlerweile gibt es sogar wesentlich kleinere Ausführungen der Lamellen als PV-Sonnenschutz-Jalousien.

Es hat zuerst den Anschein, dass es sich bei diesen Elementen  nicht direkt um eine integrierte PV-Anlage handelt, jedoch ersetzen die  PV-Lamellen den normalen Sonnenschutz und werden somit Bestandteil des  Gebäudes. Da die Systeme einer höheren Windbelastung ausgesetzt sind,  sind sie leider in der Regel auch etwas teurer.

Welche Solarmodule eignen sich für BIPV?

Für BIPV-Solarmodule lassen sich sowohl kristalline Solarzellen als auch Dünnschichtsolarzellen verwenden. Kristalline Solarmodule haben einen höheren Wirkungsgrad. Sie arbeiten besonders effizient, wenn sie auf das direkte Sonnenlicht ausgerichtet sind. Dies ist bei BIPV bedauerlicherweise nicht immer der Fall, weshalb die Effizienz der Module sinkt. Zudem sind kristalline Module anfällig für Verschattungen.

Vorteil der kristallinen Solarzellen ist jedoch, dass sie sowohl in Glas als auch Kunststoff eingesetzt werden können. So ist es möglich, viele unterschiedliche Kombinationen aus verschiedenen Modulstärken und Transparenzen zu entwickeln. Auch die Herstellung von Solarmodulen als Sicherheitsglas ist möglich. 

Dünnschichtzellen arbeiten gut auch bei schlechteren Lichtverhältnissen und indirektem Sonnenlicht. Die Zellen werden auf eine Trägerschicht, meist Glas, aufgetragen. Durch die extrem hohen Temperaturen in der Produktion sind kaum strukturelle Veränderungen oder eine Größenvarianz möglich. 

Werden die Dünnschichtzellen dagegen auf metallische Materialien wie Stahl oder Kupfer oder auf Kunststoff aufgetragen, ist es möglich, eine große Varianz zu produzieren. So können sehr flexible und leichte BIPV-Module hergestellt werden, die eine vielseitige Integration ermöglichen. 

Dünnschichtmodule als BIPVKristalline Module als BIPV
sehr gut bei schwachen Lichtverhältnissensehr gut in Kombination mit Glas (Sicherheitsglas möglich)
viele Kombinationen mit Kunststoff oder Metall möglichTransparenz möglich
sehr leicht und flexibeleher für Licht, Fenster und Deckenelemente geeignet
eher für Fassaden und Lamellenelemente geeignet

Preise für gebäudeintegrierte Photovoltaik

Die Kosten für eine gebäudeintegrierte Photovoltaik hängen stark von der Größe und Art der Solarmodule, sowie dem Hersteller und Monteur ab. Bei einer Indach-Photovoltaik liegen die Kosten bei 1.450 € pro installiertem kWp. Dieser Preis ist zwar etwas höher als bei einer Aufdachanlage, dafür wird aber bei der Dacheindeckung gespart. 

Kleinere BIPV-Anlagen wie Solarcarports oder Balkon- und Terrassen-Elemente haben Kosten von 5.000 bis 14.000 €. Auch hier hängt der Preis von der Größe und Leistung der Anlage sowie dem beauftragten Unternehmen ab. 

Fazit 

Eine gebäudeintegrierte Photovoltaik wird dann gewählt, wenn die Photovoltaikanlage nicht nur der Stromerzeugung dienen soll, sondern auch weitere Funktionen gewünscht sind. Da die BIPV direkt in die Gebäudehülle integriert ist, übernimmt sie automatisch auch schützende Aufgaben. Hauptgrund zur Wahl einer integrierten PV-Anlage ist jedoch die Ästhetik. Die Anlage fügt sich optisch wesentlich harmonischer in das Gesamtbild des Gebäudes ein. 

Wichtig bei der Planung und dem Kauf einer integrierten PV-Anlage ist, dass Sie ein qualifiziertes Unternehmen wählen, das auch Referenzen vorweisen kann. Wir helfen Ihnen gerne beim Kontakt. Füllen Sie dazu einfach unser untenstehendes Formular aus und wir verbinden Sie mit bis zu fünf qualifizierten Solarteuren aus Ihrer Umgebung. Das Ganze ist kostenlos und unverbindlich.