Standard-BIPV-System - Entwicklung von standardisierten BIPV-Bauelementen mit integrierter Systemtechnik; Teilvorhaben: Geodatenbasiertes Solarflächenpotenzial an Gebäuden

Abstract

Bauwerkintegrierte Photovoltaik (BIPV)-Fassaden erzeugen Solarstrom und tragen zur nachhaltigen Bauweise bei. Sie helfen, die Betriebskosten des Gebäudes zu senken und unterstützen die Refinanzierung der Gebäudehülle. Das IÖR und sechs Projektpartner aus Wissenschaft und Wirtschaft leisteten in einem vom BMWK geförderten FuE-Projekt Beiträge zur Entwicklung eines standardisierten BIPV-Fassadensystems für Wohn- und Nichtwohngebäude.

Im Rahmen dieses Teilarbeitspakets wurde mithilfe geografischer Informationstechnologie eine deutschlandweite Erfassung des theoretischen Flächenpotenzials von Gebäudefassaden durchgeführt. Dabei wurden verschiedene Gebäudekategorien berücksichtigt und die häufigsten Gebäudetypen innerhalb dieser Kategorien identifiziert, die die größten und meisten potenziellen Flächen für gebäudeintegrierte Photovoltaik (BIPV) bieten. Insgesamt finden sich in Deutschland ca. 400 Mio. Fassadenobjekte. Das theoretische Flächenpotenzial kann der Analyse zufolge auf ca. 9.311 km² Fassadenfläche und 6.296 km² Dachfläche beziffert werden. Durch die Ausdifferenzierung des theoretischen Flächenpotenzials nach Nutzungskategorien zeigte sich sehr deutlich, dass Wohngebäude und Nichtwohngebäude der Kategorie Gewerbe und Industrie für das Projekt von entscheidender Bedeutung sind. Bei Wohngebäuden finden sich 56% des gesamten theoretischen Fassadenpotenzials. Auf die größte Hauptkategorie im Nichtwohnbau Gewerbe und Industrie entfallen demnach ca. 23% des theoretischen Fassadenpotenzials. Das ermittelte Fenster-zu-Fassade-Verhältnis schwankt je nach Gebäudenutzung zwischen 16 und 25% bei einem durchschnittlichen Anteil von ca. 19% Fenster- bzw. Türfläche. Die häufigsten Dachformen in Deutschland sind Flach- und Satteldach mit 42% und 38% am Gesamtbestand. Die meiste Fläche am Gesamtbestand besitzen ebenfalls Sattel- und Flachdach mit 53% und 28%. Der Großteil (41%) der gesamten Fläche von Flachdächern ist auf Gebäuden für Industrie und Gewerbe zu finden. Analysen des Gebäudebestands und Modellierungen des Solarertrags werden künftig die informierte Entscheidungsfindung zum Ausbau erneuerbarer Energien fördern und die strategische Planung für einen angemessenen Umgang mit dem Gebäudebestand unterstützen.

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Building-integrated photovoltaic (BIPV) façades generate solar power and contribute to sustainable construction. They help to reduce the building's operating costs and support the refinancing of the building envelope. The IOER and six project partners from science and industry contributed to the development of a standardized BIPV façade system for residential and non-residential buildings in an R&D project funded by the BMWK.

As part of this sub-work package, geographical information technology was used to carry out a Germany-wide survey of the theoretical area potential of building façades. Various building categories were taken into account and the most common building types within these categories were identified, which offer the largest and most potential areas for building-integrated photovoltaics (BIPV). In total, there are around 400 million façade properties in Germany. According to the analysis, the theoretical area potential can be estimated at approx. 9,311 km² of façade area and 6,296 km² of roof area. By differentiating the theoretical space potential according to use categories, it became very clear that residential buildings and non-residential buildings in the commercial and industrial category are of decisive importance for the project. Residential buildings account for 56% of the total theoretical façade potential. The largest main category in non-residential buildings, commercial and industrial, therefore accounts for approx. 23% of the theoretical façade potential. The determined window-to-façade ratio varies between 16 and 25% depending on the use of the building, with an average proportion of approx. 19% window and door area. The most common roof shapes in Germany are flat and pitched roofs, accounting for 42% and 38% of the total stock. Gabled and flat roofs also have the largest area of the total stock with 53% and 28% respectively. The majority (41%) of the total area of flat roofs can be found on industrial and commercial buildings.

Analyses of the building stock and solar yield modeling will support informed decision-making on the expansion of renewable energy in the future and support strategic planning for the appropriate use of the building stock.