Die Hauswand als Kraftwerk

Im Projekt C3 – Carbon Concrete Composite – sind mehr als 150 Partner aus Wissen­schaft, Wirt­schaft, Ver­bänden und Vereinen enga­giert, um den Einsatz von Karbon­beton voran­zu­treiben. Statt Stahl mit Beton zu um­hüllen, sollen künftig Karbon­faser­konstrukte mit Beton um­hüllt werden. Die Vor­teile: Die beim Stahl auf­tre­tenden Korro­sions­probleme fallen weg, die Lebens­dauer etwa von Brücken steigt, die Instand­haltungs­kosten sinken. Weil Karbon­fasern deutlich fester sind, können Wände dünner gebaut werden als mit Stahl­beton, das spart Material und ermög­licht völlig neue archi­tekto­nische Formen.

Der C3-Baustoff soll formbarer, stabiler, intelligenter, schad­stoff­ärmer, besser recycel­bar und fit für die Inte­gra­tion von erneuer­baren Energien sein. Am Fraun­hofer-Center für Silizium­photo­voltaik wollen die Forscher diese Eigen­schaften nutzen, um Photo­voltaik in den Beton zu inte­grieren. „Wir gehen der Frage nach, ob sich Solar­zellen auf den Fassaden­ele­menten aus Karbon­beton aufbringen lassen, wie man sie elek­trisch ver­schalten kann und wie sie am besten gestal­tet sein sollten, um einen opti­malen Strom­ertrag zu er­reichen“, um­schreibt Jens Schneider, Leiter der Gruppe Modul­techno­logie am Fraun­hofer-CSP, die Idee.

Drei mögliche Wege hat das Fraunhofer-Team erforscht: Bei der ersten Variante werden die Solar­module direkt in Beton­bau­teile mit ent­spre­chen­den Aus­spa­rungen einge­gossen, sodass sie sich ohne Kanten in die Fassade ein­fügen. Die zweite Mög­lich­keit besteht darin, Solar­module auf Beton­platten zu lami­nieren oder zu kleben. Als dritte Option können die Solar­module mit Druck­knöpfen, Schrauben oder anderen Befes­tigungs­methoden ange­bracht werden. Auf diese Weise wären die Module abnehm­bar. „Wir konnten zeigen, dass alle drei Mög­lich­keiten tech­nisch mach­bar sind, optisch anspre­chende Lösungen zu­lassen und beispiels­weise auch die Anfor­derungen hin­sicht­lich der Trag­kraft er­füllen“, sagt Schneider.

Eine weitere wichtige Erkenntnis des C3PV-Projekts: Der Strom­ertrag steigt, wenn die Fassaden nicht plan sind. Durch Neigen, Kippen, Wöl­bungen oder eine Facetten-Optik lässt sich die für Photo­voltaik nutz­bare Fläche ver­größern. Auch für die typischen Gegeben­heiten im städti­schen Raum sind solche Fassaden besser geeignet: Es gibt häufig Teil­ver­schat­tungen, zudem reflek­tieren andere Gebäude in der Nähe das Sonnen­licht. Gefragt sind deshalb kleinere und bieg­bare Solar­module. „Sie könnten der Schlüssel sein, um solche Lösungen zu markt­fähigen Preisen anzu­bieten. Wenn Häuser­wände künftig zu kleinen Solar­kraft­werken werden, bietet das enorme Poten­ziale im Hin­blick auf den Klima­schutz“, sagt Schneider.

Fh.-IMWS / RK