Photovoltaik Design: Die schönsten Wohnhäuser mit PV (im deutschsprachigen Raum)

Es ist noch nicht lange her, da standen Architekt:innen, die sich mit dem Thema Photovoltaik in ihrer Arbeit beschäftigten, manchmal Sorgenfalten im Gesicht. Noch im Jahr 2020 fiel unter Architekt:innen Fragen wie „Was ist Photovoltaik für euch – Gebäudetechnik oder Gestaltungselement?“ Für Dr. Burkard Schulze-Darup war damals schon klar, „dass wir uns an der Schwelle befinden, PV-Module als Mittel hochwertiger Architektur zu nutzen.“ Vorbei seien die Zeiten, „extrem teure Absorber mit aufwändigen und hässlichen Unterkonstruktionen oder gar als sonnennachgeführte Segel auf den Dächern zu installieren, um jede nur mögliche Kilowattstunde einzusammeln“, betonte der promovierte Architekt im Mieterstrom-Magazin von Solarimo. Die Herausforderung, „Photovoltaik mit hoher gestalterischer, gebäudetechnischer und wirtschaftlicher Qualität in die Siedlungsstrukturen zu integrieren“, werde in den nächsten Jahren „zur Selbstverständlichkeit“ werden, sagte er – und bezeichnete das auch als „unsere originäre Aufgabe“.

Die Idee, Photovoltaik und Design zusammenzubringen, besteht schon länger. Der britische Stardesigner Ross Lovegrove kreierte bereits 2008 seinen sogenannten Solar Tree, einen Straßenlaternen-Prototyp, der in Wien Weltpremiere feierte. Dieser speichert die Energie der Sonne, die sie tagsüber liefert – und gibt sie abends und nachts in Form von Licht wieder ab. Der Solarbaum wurde damals auf prominenten Plätzen in ganz Europa – von Paris, Venedig über London und Frankfurt – installiert und sorgte als „alltagstaugliches Kunstwerk“, wie das schwedische Energieunternehmen Vattenfall ihn bezeichnete, für Aufsehen. Ross Lovegrove, der sich selbst als „Übersetzer der Technologie des 21. Jahrhunderts“ bezeichnet, hat diverse Designpreise gewonnen.

Heute finden Photovoltaik und Design auch im Alltag zusammen, nicht mehr nur in außergewöhnlichen Kunstprojekten. Wohnhäuser, öffentliche Gebäude, Firmensitze: Photovoltaik wird mittlerweile auch als Design-Aspekt von Architekt:innen und Bauherr:innen gelebt.

Möglich gemacht haben die deutlich intensivere Verknüpfung von Photovoltaik und Design technologische Weiterentwicklungen, wie etwa semi-transparente Solarmodule. Statt Solarmodule auf ein Dach setzen zu müssen (wie in den Anfangsjahren der PV-Zeit), können heutzutage Module direkt in die Dachfläche integriert werden. Sie übernehmen damit auch die Funktion der Dacheindeckung, denn sie sind auch regensicher. Da sich diese Module nicht mehr von der Dachfläche abheben, entsteht ein harmonisches und ästhetisch anspruchsvolles Gesamtbild, das auch Design-Ansprüchen gerecht wird. Die Vorteile der nachhaltigen Energiegewinnung werden so mit Ästhetik und Design verknüpft.

In der Vergangenheit seien Architekt:innen oft vor der Wahl zwischen Design und Energieeffizienz gestanden, schreibt der Schweizer Solartechnik-Anbieter Gama Photovoltaik. Dank der PV-Fortschritte in der Architektur sei dieser Kompromiss nicht mehr nötig. Kreative Freiheit und die Kreation nachhaltiger Gebäude schließen sich nicht mehr aus.

Ein gutes Beispiel, wo Photovoltaik und Design miteinander verknüpft wurden, ist das sogenannte Haus B in der Nähe von Stuttgart. Entworfen wurde das Energie-Plus-Haus vom deutschen Architektenduo Katja Knaus und Benedikt Bosch. Besonders charakteristisch ist sein gebäudeintegriertes Solardach, welches das Design des Hauses aufwertet. Die rund 3.300 Kilowattstunden Energie, die es erzeugt, reichen aus, um den Großteil des Gebäude-Gesamtverbrauchs zu kompensieren. Zum nachhaltigen Gesamtkonzept des Haus B gehören auch Ladestationen für Elektrofahrzeuge, Erdwärmebrunnen und -pumpen sowie Batteriespeicher.

Das Haus gehört dem Architekten Stefan Behnisch und wurde 2016 fertiggestellt. 2017 gewann es den Preis für Design und Holzbau. Behnisch, der klassische PV-Paneele für „architektonisch unschön“ hält, wollte ein Dach, bei dem die wasserschützende Schicht „die PV ist, ohne eine zusätzliche Schicht“, erklärte er im Interview..

Der weltweit ausgeschriebene „Architekturpreis Gebäudeintegrierte Solartechnik“ wurde vom Solarenergieförderverein Bayern e. V. ins Leben gerufen und mittlerweile bereits neunmal ausgelobt. Er hat sich über die Jahre zu einer Schnittstelle von Architektur und Solarenergie etabliert. Einer der Preisträger 2022 ist das Winter-Plusenergiehaus Sol’CH im schweizerischen Poschiavo (Kanton Graubünden). Das freistehende Zweifamilienhaus erzeugt auf 471 Quadratmetern an allen Außenflächen Strom, sprich nicht nur über die Dachfläche, sondern auch über die Fassadenflächen. Darauf stützt sich auch das Architekturkonzept des Gebäudes. Mehr als 400 Solarmodule wurden design-gerecht verarbeitet – und liefern gehörig Strom. Laut Espazium, einer Onlineplattform für Baukultur, erzeugt das 2021 erbaute Gebäude nur während einzelner Schlechtwettertage im Jahr weniger Strom als das Heiz- und Warmwasser­system sowie andere Geräte im Haushalts- und Wohnbereich verbrauchen. Selbst in den Wintermonaten werde Überschuss erzeugt. Lediglich an zwölf Tagen konnte das 24-Stundensaldo nicht ausgeglichen werden, schreibt Espazium. Dafür sorgen sechs unterschiedlich ausgerichtete PV-Flächen, die geneigt bis vertikal angeordnet sind.

Für die Webseite solarchitecture.ch, die Informationen zur Integration von Photovoltaikelementen in der Architektur sammelt, ist es ein „Paradebeispiel der integrierten Photovoltaik“.

Laut dem international tätigen Beratungsunternehmen Kuster + Partner, welches Engineering-Dienstleistungen auch in den Bereichen Energie und Nachhaltigkeit anbietet, hat der Kanton Graubünden dem Haus den Status eines Pilot- und Demonstrationsprojektes zugesprochen, weil es die maximale Nutzung erneuerbarer Energien verkörpert. Die gesammelten Erkenntnisse und Erfahrungen sollen später veröffentlicht werden. Aufgrund der guten Balance zwischen Architektur und Energietechnik gewann es auch den Norman-Foster-Award 2022 der Solaragentur Schweiz.

Ebenfalls unter den Preisträgern 2022 ist das sogenannte terra.hub, ein Gemeinde- und Kulturzentrum im sächsischen Ursprung. Das eingeschossige Gebäude ist von vertikalen Holzlamellen ummantelt, und auf dem Satteldach sind 39 Standard-Solarmodule in drei Reihen montiert, zu denen noch 21 maßgefertigte PV-Module kommen. Mit der installierten PV-Leistung von 12,87 kW wird eine Wasserstoffanlage betrieben. Ein Batteriespeicher und Elektromobilität ergänzen das nachhaltige Energiekonzept. Die vollflächig mit PV-Modulen belegte Dachfläche weist keine Durchdringungen auf und sei „beispielhaft für den ländlichen Raum und selbstverständlicher Teil regionaler Baukultur“, findet die Solarwirtschafts-Fachmesse Intersolar.

Nächstes Beispiel für eine gelungene Kombination von Photovoltaik und Design ist ein Wohnheim in Lindau am Bodensee, das umfassend saniert und erweitert wurde. Laut der Architektur-Fachzeitschrift Deutsche BauZeitschrift besteht die neue Fassade aus im Wechsel angeordneten Keramik- und Photovoltaikelementen. Das Resultat: eine besondere Schieferoptik der Keramikelemente.
 

Architekt Stefan Schramm erklärt, worauf es für ihn bei der Einarbeitung von Photovoltaikelementen ankommt: „Für mich als Architekt ist es eigentlich selbstverständlich, dass im Prinzip auf jedes Gebäude eine PV-Anlage gehört. Wichtig ist mir aber auch, dass die Architektur hierbei nicht leidet.“ Ihm gelang diese Kombination beim Bau eines Gästehauses im bayerischen Aidling mit den kleinformatigen, roten Solardachziegeln von Creaton und Autarq die „optisch schönste Lösung“. Die „schwarzen Flecken“, wie er klassische PV-Paneele nennt, kamen für ihn nicht in Frage.

Damit eine PV-Dachanlage das Erscheinungsbild eines Hauses generell nicht störe, müsse es „möglichst kleinteilig sein, um auch komplexe Dächer, mit verschiedenen Dachteilen, Dachfenstern, Kaminen, Oberlichtern, Entlüftern etc. großzügig und homogen belegen zu können“, erklärte er im Autarq-Interview.

Schramm beschreibt aber auch ein Problem, das solche Techniken teilweise noch begleitet. Von 15 Kund:innen, denen er in den vergangenen Monaten Solardachziegel vorgeschlagen hat, konnte er nur einen davon überzeugen. „Die restlichen sind aufgrund der hohen Investition zu den konventionellen Lösungen zurückgegangen, obwohl es Projekte im gehobenen Wohnungsbau betraf.“ Schramm vermutet, dass Solardachziegel durch höhere Nachfrage bzw. stärkere Produktionszahlen günstiger und damit auch „für eine breitere Käuferschicht interessant werden“.

Deutschlands älteste unabhängige Design-Organisation, die iF International Forum Design GmbH, vergibt jährlich den international anerkannten iF DESIGN AWARD. Die Solardachziegel von Autarq gewannen im Jahr 2023 den German Design Award in der Kategorie „Excellent Product Design – Energy“, den iF Design Award 2023 sowie den renommierten Red Dot Design Award in der Kategorie “Urban Design”. Bei Letzterem setzte sich das Produktdesign von Autarq bei über 20.000 Einreichungen aus 60 Ländern durch. Der Red Dot Design Award zählt zu den größten Design-Wettbewerben weltweit und blickt auf eine über 60-jährige Geschichte zurück.

Solche Design-Auszeichnungen zeigen, dass sich in der Solartechnik in den vergangenen Jahren sehr viel getan hat. Architekt Stefan Schramm betont, dass es lange Zeit kaum möglich gewesen sei, komplexe Dachflächen optisch anspruchsvoll, also vollflächig mit Photovoltaik, zu bedecken. „Es blieben immer Restflächen übrig, das sah irgendwie immer nach Stückwerk oder Notlösung aus.“
 Die Solardachziegel ersparten ihm dieses Dilemma. Er habe, betonte Schramm, „immer auf so eine Lösung gewartet.“