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Mit einer Photovoltaikfassade zur solaren Stromerzeugung

Claudia Mühlbauer
5. Oktober 2023

Mit einer Photovoltaikanlage erzeugen Sie durch Sonnenenergie Ihren eigenen Solarstrom. Die dazu notwendigen Solarmodule können aber nicht nur auf dem Dach, sondern auch an der Hausfassade angebracht werden. Wir zeigen Ihnen, wie Solarfassaden funktionieren und welche Möglichkeiten Sie als Eigenheimbesitzer:in haben.

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Was sind Photovoltaikfassaden?

In der Regel werden Photovoltaikanlagen auf Dächern installiert. Daneben gibt es mit Photovoltaikfassaden aber auch die Möglichkeit, sie an der Fassade eines Gebäudes zu installieren oder sie in diese zu integrieren. Im Prinzip funktioniert eine PV-Fassade genau wie jede andere Solaranlage auch: Die gebäudeintegrierten oder auf der Fassade angebrachten Solarmodule erzeugen Strom aus Sonnenlicht. Die Module sind allerdings ein Teil der Gebäudehülle und lassen sich so gleichzeitig als architektonisches Element verwenden.

Der Unterschied zu herkömmlichen PV-Anlage ist der etwas geringere, aber konstantere Stromertrag. Durch die vertikale Ausrichtung der Module ist er weniger stark vom Einfallswinkel der Sonne abhängig. Solare Hausfassaden produzieren daher zu allen Jahreszeiten zuverlässig Energie.

Solarfassaden

Unter Solarfassaden werden Photovoltaikfassaden und Solarwärmefassaden zusammengefasst. Während Photovoltaik an der Fassade zur Stromgewinnung dient, werden bei Solarwärmefassaden Solarthermie-Kollektoren eingesetzt. Mit diesen lässt sich Wärme zur Warmwasserbereitung und zur Heizungsunterstützung gewinnen.

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Wo werden Photovoltaikfassaden eingesetzt?

Photovoltaik an der Fassade findet sich bisher vorrangig im städtischen Raum und an großen Bürogebäuden mit viel Wandfläche. Hier wird häufig gebäudeintegriertes Photovoltaik (GIPV) eingesetzt, wobei die Solarmodule nicht an der Fassade befestigt werden, sondern einen Teil dieser ersetzen. Teiltransparente Module eignen sich, wenn das dahinterliegende Gebäude nicht vollständig verdeckt werden soll. Allerdings kann eine Photovoltaikfassade auch im Einfamilienhaus zum Einsatz kommen. Das ist etwa möglich, wenn auf dem Dach nicht genügend verschattungsfreie Fläche für eine PV-Anlage zur Verfügung steht oder das Dach nicht ausreichend tragfähig ist.

Fassadenmodule lassen sich außerdem folgendermaßen einsetzen:

  • als Trennwand oder Sichtschutzzaun
  • als Terrassenüberdachung mit Sonnenschutz
  • als Überdachung eines Carports

Durch PV-Module lassen sich auch gestalterische Akzente setzen, die sich optimal in eine moderne Architektur einfügen.

Umsetzung für Eigenheimbesitzer:innen

Wollen Sie Ihre Fassade mit Photovoltaik-Elementen ausstatten, haben Sie verschiedene Möglichkeiten. Die einfachste und günstigste ist das Hinzufügen als separates Bauteil, also die Montage der Module auf einer Tragkonstruktion an der Fassade. Diese Option ist die gängige, wenn Sie eine Photovoltaikfassade im Altbau planen. Bei einem Neubau haben Sie vielfältigere Optionen, denn PV-Elemente lassen sich auch in vorgefertigte Bauteile integrieren. Daneben haben Sie die Möglichkeit, die Photovoltaikanlage von Anfang an mit dem Gebäude zu planen und sie individuell an dieses anzupassen. Bei der vollständigen Integration müssen die Solarmodule die herkömmlichen Fassadenteile ersetzen und gleichzeitig Funktionen der Gebäudehülle übernehmen. Sie können beispielsweise in Glasfassaden verwendet werden und so die Sonneneinstrahlung ins Gebäudeinnere modulieren. Sie eignen sich daher auch als gestalterische Lösung in Sonnenschutzsystemen. Für eine ansprechende Ästhetik sind vor allem die Farbe, die Transparenz und die Oberflächenstruktur der Module wichtig.

Wollen Sie kristalline Solarmodule an der Fassade installieren, sollten Sie darauf achten, dass sie eine allgemeine bauaufsichtliche Zulassung (abZ) haben. Die Module müssen außerdem ihre mechanische Festigkeit und Standsicherheit beweisen und dürfen bei Beschädigung nicht zersplittern, wodurch herabfallende Teile jemanden gefährden könnten.

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Gesetzliche Regelungen für Photovoltaikanlagen

Photovoltaik an der Fassade bedarf normalerweise keiner Genehmigung, sofern es sich um ein Privatgebäude handelt. Allerdings gibt es Ausnahmen, etwa wenn die Fassadenanlage aus der Gebäudehülle herausragt oder das Gebäude unter Denkmalschutz steht. Da sich die Regelungen in den einzelnen Bundesländern und Gemeinden unterscheiden, ist es sinnvoll, zunächst bei der zuständigen Baubehörde nachzufragen, welche Einschränkungen und Genehmigungspflichten es gibt.

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Vor- und Nachteile von Photovoltaikfassaden

Nicht immer bietet das Dach optimale Bedingungen für eine Solaranlage: Dachfenster oder -gauben sowie ein Schornstein verkleinern die Montagefläche und mindern somit den Solarertrag. In solchen Fällen kann eine Solarfassade eine ertragreichere Alternative sein - vor allem an der Südseite des Hauses, die fast den ganzen Tag von der Sonne beschienen wird. Zusätzlich können Solarmodule in der Fassade als Schallschutz, Wärmedämmung, zur Kühlung sowie als Wind- und Wetterschutz dienen. Planen Sie große Glasflächen in Ihrem Haus, können Solarmodule auch als Schattenspender eingesetzt werden. Sie tragen zur Ästhetik des Gebäudes bei, wenn sie gut in die Gebäudehülle integriert sind.

Generell haben vertikale Anlagen eine geringere Effizienz als optimal horizontal ausgerichtete, aber je nach Sonnenstand kann eine Fassadenanlage auch höhere Erträge liefern. Die Kosten können im Vergleich zu konventionellen PV-Anlagen höher liegen. Die Module sind reinigungsarm, weil Schnee, Laub und Regenschlagswasser wegen der Neigung nicht auf der Oberfläche verbleiben. Müssen Sie allerdings gereinigt oder gewartet werden, gestaltet sich der Zugang schwieriger, wenn die Module hoch angebracht wurden.

Welcher Ertrag ist bei PV-Fassaden möglich?

Genau wie bei herkömmlichen Solaranlagen auf Hausdächern hängt der finale Ertrag Ihrer Solarfassade von verschiedenen Faktoren ab. Dazu zählen die gewählten Module, die Fassadenfläche und eventuelle Verschattungen. Im Vergleich zu PV-Anlagen auf Dächern ist der Ertrag einer Photovoltaikfassade aber etwa 30 Prozent geringer, da die Neigung bei hochstehender Sonne nicht optimal ist. Steht die Sonne hingegen tief, zum Beispiel in den Wintermonaten, kann der solare Ertrag an der Fassade sogar höher sein als auf dem Dach.

Generell weisen kristalline Solarmodule einen höheren Wirkungsgrad auf als Dünnschichtmodule. Allerdings gibt es moderne Module, die die Vorteile beider Varianten miteinander kombinieren. Diese sogenannten SIS-Solarzellen bestehen aus hauchdünnen Siliziumwafern und einer Aufbauschicht, die den Wirkungsgrad auf bis zu 20 Prozent erhöht.

Nahaufnahme einer Hausseite mit einer gebäudeintegrierten Solaranlage
Solarfassaden sind am effizientesten, wenn sie nach Süden ausgerichtet sind.

Kosten und mögliche Förderungen

Photovoltaik für Fassaden kostet je nach Modultechnik und Größe der Anlage unterschiedlich viel. Pro Quadratmeter sollten Sie durchschnittlich mit 500 Euro rechnen. Integrieren Sie die Solarmodule beim Neubau in die Gebäudehülle, entfallen allerdings die Kosten für diese Fassadenteile. Der Kauf einer Solaranlage wird außerdem mit staatlichen Förderungen unterstützt. Die Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW) fördert Privatpersonen mit dem Förderprogramm 270. Sie erhalten einen zinsgünstigen Kredit für die Errichtung, Erweiterung und den Erwerb einer Photovoltaikanlage - auch für die Fassade. Zusatzkosten beispielsweise für die Planung, Projektierung und Installation der Anlage gelten ebenfalls als förderfähig.

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Häufig gestellte Fragen

Was ist eine Photovoltaikfassade?

Photovoltaikfassaden funktionieren wie Solaranlagen auf dem Dach, das heißt, sie gewinnen Strom aus Sonnenlicht. Solarfassaden werden aktuell vor allem an Nicht-Wohngebäuden genutzt, vorrangig an Hochhäusern und Gewerbebauten. Das liegt hauptsächlich daran, dass hohe Gebäude über eine große Wandfläche verfügen. PV-Fassaden sind allerdings auch für Ein- oder Zweifamilienhäuser geeignet, insbesondere im Neubau.

Welche PV-Module eignen sich für die Fassade?

Fassadenmodule müssen andere Anforderungen erfüllen als solche, die auf dem Dach platziert werden. Gebäudeintegriertes Photovoltaik muss einen „bauaufsichtlichen Verwendbarkeitsnachweis als Bauprodukt“ haben. Dieser stellt sicher, dass die Solarmodule über eine gewisse Festigkeit und Standsicherheit verfügen, sodass sie im Falle einer Beschädigung nicht zersplittern und Passant:innen in Gefahr bringen. Achten bei der Auswahl darauf, dass die Solarmodule über eine allgemeine bauaufsichtliche Zulassung (abZ) verfügen. Generell eignen sich kristalline Solarmodule, Dünnschichtmodule und Solarpanels, die beide Techniken vereinen.

Warum gibt es Solarfassaden bisher vorrangig für öffentliche Gebäude?

Fassadenmodule liefern einen geringeren Solarertrag als klassische Aufdach-Installationen, da der Einfallwinkel der Sonne bei der Befestigung an der Fassade nicht optimal ist und eine Südausrichtung Voraussetzung ist. Außerdem verfügen herkömmliche Ein- oder Zweifamilienhäuser aufgrund ihrer Höhe oft über eine geringere Fläche als Hochhäuser oder große Bürogebäude. Dementsprechend können weniger Panele platziert werden und es kann weniger Energie gewonnen werden. Trotzdem arbeiten verschiedene Solar-Hersteller an innovativen Konzepten, die Solarfassaden auch für die Immobilien von Privatleuten interessanter werden lassen.