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Die Integrierte Photovoltaik (IPV - integrated photovoltaics), z. B. die Gebäudeintegrierte Photoviltaik (GiPV) bzw. Bauwerkintegrierte Photovoltaik (building-integrated photovoltaics), ist mehr als nur ein Stromlieferant. Sie ist der am stärksten wachsende Bereich für Photovoltaik. Sie befasst sich mit der architektonischen, bauphysikalischen und konstruktiven Einbindung von PV-Elementen in die gesamte Gebäudehülle und anderen Anwendungsfeldern.
Die Integrierte Photovoltaik ist ein wichtiger Teil der Energiewende. Um diese zu erreichen, muss z. B. die derzeit installierte Fläche um das 6- bis 8-fache erhöht werden.


Integrierte Photovoltaik

Das Spektrum erstreckt sich auf 7 Anwendungsfelder
Bauwerkintegrierte Photovoltaik (BIPV - Building-Integrated Photovoltaics)
Agri-Photovoltaik / Agrophotovoltaik (APV)
Verkehrswege-Photovoltaik (RIPV - Road-Integrated Photovoltaics)
Urbane Photovoltaik (UPV)
Fahrzeugintegrierte Photovoltaik (VIPV- Vehicle-Integrated Photovoltaics)
Schwimmende Photovoltaik (FPV)
Moor-PV

Bauwerkintegrierte Photovoltaik (BIPV)
Hier handelt es sich um die architektonische Integration von PV- Modulen in Dächer, Fassaden und weitere Gebäudeteile. Sie produzieren nicht einfach nur Strom, sondern übernehmen zusätzliche Funktionen wie Wind- und Wetterschutz sowie Wärmedämmung. Eine besondere Rolle spielt die BIPV an denkmalgeschützten Häusern, bei denen oft die Nutzung der Photovoltaik nicht genehmigt wird.
Agri-Photovoltaik (APV)
Das Verfahren wird auch Agrophotovoltaik genannt. Hier werden, statt ertragsärmere Flächen rein für die Aufständerung von PV-Anlagen zu belegen, landwirtschaftliche Flächen einfach doppelt genutzt (für die Lebensmittel- und Stromproduktion). Was im Ackerbau begann, hält mittlerweile sogar im Obstbau Einzug. Agri-PV hat sich in fast allen Regionen der Welt verbreitet.
Verkehrswege-Photovoltaik (RIPV)
Hier werden PV-Module in Straßen- und Schienen-Verkehrsflächen sowie Lärmschutzwänden intigriert. Dazu gehören auch Fußwege, Plätze, Radwege und Seitenstreifen. Natürlich sind hier die Anforderungen an die Modulflächen besonders hoch. Sie müssen mechanisch belastbar, rutschfest und lärmschluckend sein. Ein weiterer Kostenfaktor ist der erhöhte Aufwand für die Reinigung und Wartung.
Urbane Photovoltaik (UPV)
In der Stadt der Zukunft könnten große PV-Installationen bereits versiegelte Flächen angenehmer gestalten. Parkplätze, Haltestellen, Tankstellen, Ladestationen für E-Autos usw. würden nachts beleuchtet und tagsüber beschattet. Bei ansprechend gestalteten Systemen entstünden attraktive Plätze und Straßenlandschaften.
Fahrzeugintegrierte Photovoltaik (VIPV)
Die Einbindung von PV-Modulen in E-Fahrzeuge ersetzen zugleich Bauteile wie das Dach oder die Motorhaube, erhöhen die Reichweite und verbessern die CO2-Bilanz. Einsatzorte sind neben dem Pkw und Lkw auch Wohnwagen und Wohnmobile, Lastenfahrräder, Straßenbahnen, Busse und Züge sowie Schiffe, Flugzeuge und Drohnen.
Schwimmende Photovoltaik (FPV)
Bei Floating Photovoltaics werden die Module auf Gewässerflächen an Schwimmkörpern angebracht und am Ufer oder dem Gewässergrund verankert. Das kühlende Wasser sorgt für höhere Erträge als die konventionellen Freiflächenanlagen. In Deutschland kämen geflutete Tagebauflächen, manche Kies- und Stauseen sowie künstliche Seen in Betracht.
Quelle: ISE

Die Integrierte Photovoltaik ist sehr aufwändig, aber bei näherer Betrachtung lohnt sich die Investition dennoch.
Das Fraunhofer ISE listet vier Chancen auf:

  1. Bei der Integration beansprucht die PV-Technologie keine neuen Flächen, sondern spart sogar oft die Kosten für die Bereitstellung der Flächen ein. Damit werden Flächennutzungskonflikte vermieden.
  2. Ein großes Problem für die heimische Modulherstellung ist die konkurrenzlos billige Massenware aus Fernost. Integrierte Fotovoltaik dagegen erfordert individuelle Lösungen, was sich positiv auf die lokale Produktion auswirkt.
  3. Statt auf eine fertige Konstruktion erfolgt die Montage direkt auf die Unterkonstruktion. Dies reduziert den Materialverbrauch von vorneherein. Bei Bauwerken und Fahrzeugen wirken viele Modulabdeckungen wie eine Schutzhülle, bei städtebaulichen Projekten als Schattenspender oder Lärmbarriere.
  4. Ein System, das seine Energie direkt an der Verbrauchsstelle erzeugt, kann zumindest teilweise auf Strom aus dem öffentlichen Netz verzichten. Bei immer noch weiter steigendem Energiehunger durch E-Fahrzeuge, Klimageräte & Co. kann integrierte PV die Gefahr der Netzüberlastung reduzieren.

Anwendungsfelder integrierter Photovoltaik
Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE

Integrierte Photovoltaik: Eine Chance für die Energiewende
Solar-Ratgeber - Anondi GmbH

Bauwerkintegrierte Photovoltaik (BIPV)

Hier handelt es sich um die architektonische Integration von PV- Modulen in Dächer, Fassaden und weitere Gebäudeteile. Sie produzieren nicht einfach nur Strom, sondern übernehmen zusätzliche Funktionen wie Wind- und Wetterschutz sowie Wärmedämmung. Eine besondere Rolle spielt die BIPV an denkmalgeschützten Häusern, bei denen oft die Nutzung der Photovoltaik nicht genehmigt wird.

Bauwerkintegrierte Photovoltaik - ISE
Gebäudeintegrierte Photovoltaik (BIPV) - Einsatz, Anforderungen, Preise
Anna Vöpel, gruenes.haus
BIPV - Gebäudeintegrierte Photovoltaik und ihr Einsatz
SOLARWATT GmbH

Solarcarport Überkopfmontage: Zulassung für Überkopfinstallationen
mit transparenten Doppelglas / Glas-Glas Solarmodulen

Digital Pioneer

Agri-Photovoltaik (APV)
Mit dem Agri-Photovoltaik-Verfahren wird ein Landwirt auch zum Ernergiewirt. Die landwirtschaftlichen Flächen werden zum Anbau von Getreide, Obst und Gemüse (Photosynthese), zur Weidewirtschaft (Schaf, Ziege, Rind) und gleichzeitig zur PV-Stromproduktion (Photovoltaik) genutzt.

In Deutschland steckt die Agri-Photovoltaik noch in den Kinderschuhen. Das soll sich ab 2023 ändern. Denn um Flächen besser für den Ausbau erneuerbarer Energien nutzen zu können, wird die Förderung der Agri-PV mit der Novelle des Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG 2023) ermöglicht.

Um Solarstrom und Lebensmittel auf derselben Fläche zu erzeugen, ist ein ausgewogenes Verhältnis von Licht und Schatten erforderlich. Das Fraunhofer ISE hat Modelle und Konzepte entwickelt, um die Erträge in Form von Energiegewinnung und landwirtschaftlichen Produkten durch gezieltes Lichtmanagement zu optimieren.
Durch Auswahl und Anpassung von Modultypen, Montagegestellen und Installationsparametern wird sichergestellt, dass die jeweiligen Pflanzen über den Tages- und Jahreslauf genügend Licht bekommen.


Agri-Photovoltaik: - Doppelt ernten

Quelle: Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE

Zentrale Elemente der Forschung zu Agri-PV sind Interaktionen und Synergien zwischen der landwirtschaftlichen und der photovoltaischen Ebene. Ein angepasstes Anlagendesign mit gezieltem Lichtmanagement und die Auswahl geeigneter Kulturarten können die landwirtschaftlichen Erträge stabilisieren oder sogar erhöhen. Vor allem in zunehmenden Trockenperioden lassen sich so Ernteausfälle reduzieren oder ganz vermeiden. Der Bewässerungsbedarf sinkt durch die Teilverschattung, die Winderosion nimmt ab. Die PV-Unterkonstruktion kann außerdem für Schutznetze oder -folien genutzt werden oder diese sogar ersetzen. Die Resilienz des Obst- und Gemüseanbaus gegenüber Hagel, Frost und Dürre steigt.


Agri-Photovoltaik
Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE

Agri-Photovoltaik: Chance für Landwirtschaft und Energiewende
Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE

Die Agri-Photovoltaik erzeugt nicht nur Strom. Sie bietet auch viele Vorteile für die Landwirtschaft.

• Agri-Photovoltaikanlagen schützen die Pflanzen und die Ernte vor Wetterextremen wie Hitze, Dürre, Starkregen, Hagel und Wind.
Landwirtschaftliche Maschinen in unterschiedlichen Größen können wie gewöhnt unter den Agri-Photovoltaikanlagen eingesetzt werden.
• Der Einsatz von Agri-Photovoltaikanlagen fördert die Ernteerträge.
• Neben der Investition in eine eigene Anlage bietet AgroSolar Europe auch ein Pachtmodell an, sodass der landwirtschaftliche Betrieb keinerlei Aufwand mit der Errichtung und Stromvermarktung hat.
• Mit Agri-Photovoltaikanlagen kann kontrolliert Humus aufgebaut werden. Gleichzeitig sinkt der Düngemittelverbrauch. Das fördert auch die Speicherung von CO2 im Boden. Das ist ein Vorteil für die Fruchtbarkeit der Äcker und für die Umwelt. Nach drei bis fünf Jahren Nutzung der Anlage und angepasster Bodenbearbeitung kann eine signifikante Steigerung der CO2-Speicherung erreicht werden.
Quelle : AgroSolar Europe GmbH

Agri-PV-Plattform
AgroSolar Europe GmbH
Agri PV — Doppelte Ernte für eine nachhaltige Zukunft
AgroSolar Europe GmbH

Agri-PV — Gemeinsam für mehr Klimaresilienz
BayWa r.e. AG

Gemeinsam ein Feld beackern – Agriphotovoltaik löst gleich zwei Probleme
EnBW Energie Baden-Württemberg AG

Verkehrswege-Photovoltaik (RIPV)

Hier werden PV-Module in Straßen- und Schienen-Verkehrsflächen sowie Lärmschutzwänden intigriert. Dazu gehören auch Fußwege, Plätze, Radwege und Seitenstreifen. Natürlich sind hier die Anforderungen an die Modulflächen besonders hoch. Sie müssen mechanisch belastbar, rutschfest und lärmschluckend sein. Ein weiterer Kostenfaktor ist der erhöhte Aufwand für die Reinigung und Wartung.

Photovoltaik in Verkehrswegen -ISE
Abschätzung des potenziellen jährlichen Energieertrags von PV-Anlagen
an Lärmschutzeinrichtungen der Verkehrswege

Deutscher Wetterdienst

Solardach über der Autobahn - naturstrom AG
Stromerzeugung und induktives Laden mit Solarstraßen - Solmove GmbH
Sinnvolle Doppelnutzung von Verkehrswegen - paXos Solar GmbH

Urbane Photovoltaik (UPV)

In der Stadt der Zukunft könnten große PV-Installationen bereits versiegelte Flächen angenehmer gestalten. Parkplätze, Haltestellen, Tankstellen, Ladestationen für E-Autos usw. würden nachts beleuchtet und tagsüber beschattet. Bei ansprechend gestalteten Systemen entstünden attraktive Plätze und Straßenlandschaften.

Urbane Photovoltaik - ISE
Hamburgs Solarpotenzial ist groß - naturstrom AG
Solarpotenzialstudie in Hamburg. Nicht nur Schietwetter in Hamburg!
Erneuerbare Energien Hamburg Clusteragentur GmbH

Innovative Ideen für die Nutzung von Solarenergie für Städte und Kommunen
ABES S. à r. l.

Fahrzeugintegrierte Photovoltaik (VIPV)

Die Einbindung von PV-Modulen in E-Fahrzeuge ersetzen zugleich Bauteile wie das Dach oder die Motorhaube, erhöhen die Reichweite und verbessern die CO2-Bilanz. Einsatzorte sind neben dem Pkw und Lkw auch Wohnwagen und Wohnmobile, Lastenfahrräder, Straßenbahnen, Busse und Züge sowie Schiffe, Flugzeuge und Drohnen.

Fahrzeugintegrierte Photovoltaik -ISE
Fahrzeugintegrierte Photovoltaik geht in Serie
OPES Solutions GmbH

Fahrzeugintegrierte Photovoltaik für leichte Nutzfahrzeuge
Emiliano Bellini, pv magazine group GmbH & Co. KG

Schwimmende Photovoltaik (FPV)

Bei Floating Photovoltaics werden die Module auf Gewässerflächen an Schwimmkörpern angebracht und am Ufer oder dem Gewässergrund verankert. Das kühlende Wasser sorgt für höhere Erträge als die konventionellen Freiflächenanlagen. In Deutschland kämen geflutete Tagebauflächen, manche Kies- und Stauseen sowie künstliche Seen in Betracht.

Schwimmende Photovoltaik - ISE
Hocheffiziente schwimmende PV-Anlagen auf ungenutzten Wasserflächen
BayWa r.e. AG

Mit schwimmenden Solaranlagen Kosten sparen und Potenziale heben
BayWa r.e. AG

Floating Photovoltaik – Schwimmende PV-Anlagen als neuer Trend?
Rödl & Partner GmbH

Moor-PV

Seit Anfang 2023 fördert die Bundesregierung im Rahmen des Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG) die Errichtung von Solaranlagen auf ehemals für die Landwirtschaft trockengelegten Moorflächen in Deutschland, wenn diese dabei dauerhaft wiedervernässt werden. Nasse Moorböden sind hochwirksame Kohlenstoffspeicher und verhindern die Freisetzung von Treibhausgasen. Gleichzeitig bieten sie zusätzliche Flächen für den Ausbau erneuerbarer Energien. Aber bei dem Thema stehen sofort die Bedenkenträger bzw. Kritiker auf der Matte.

Photovoltaik auf wiedervernässten Moor-Böden - ISE
Eine neue Flächenkulisse im EEG 2023
Dr. Julia Wiehe, Dr. Elke Bruns, KNE gGmbH

Photovoltaik auf wiedervernässten Moorböden
Dr. Julia Wiehe, Dr. Elke Bruns, KNE gGmbH

Kritik an Solaranlagen auf Moorböden
Hinrich Neumann, Landwirtschaftsverlag GmbH

Arbeiten an und in elektrotechnischen Anlagen dürfen nur von Fachbetrieben durchgeführt werden, die in das Installateurverzeichnis eines Energieversorgersunternehmens (EVU) bzw. Verteilungsnetzbetreibers (VNB) eingetragen sind. Eine Elektrofachkraft (EFK) darf im eingeschränktem fachbezogenen Bereich Bauteile anschließen. Die Tätigkeiten eines elektrotechnischen Laien sind besonders eingeschränkt.
Grundsätzlich sollte die Installation von PV-Anlagen nur von fachkundigen Personen vorgenommen werden. Bei Installationen von mehr als 600 W muss die Installation durch einen Elektrofachbetrieb erfolgen. Außerdem müssen die Voraussetzungen des Netzbetreibers und örtliche Rechtsvorschriften beachtet werden.

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Montage und Instandhaltung von Photovoltaik-Anlagen
Deutsche Gesetzliche Unfallversicherung e.V. (DGUV)

Elektrische Anlagen- und Betriebsmittelprüfung
E-Check - E+Service+Check GmbH

Hinweis! Schutzrechtsverletzung: Falls Sie meinen, dass von meiner Website aus Ihre Schutzrechte verletzt werden, bitte ich Sie, zur Vermeidung eines unnötigen Rechtsstreites, mich umgehend bereits im Vorfeld zu kontaktieren, damit zügig Abhilfe geschaffen werden kann. Bitte nehmen Sie zur Kenntnis: Das zeitaufwändigere Einschalten eines Anwaltes zur Erstellung einer für den Diensteanbieter kostenpflichtigen Abmahnung entspricht nicht dessen wirklichen oder mutmaßlichen Willen. Die Kostennote einer anwaltlichen Abmahnung ohne vorhergehende Kontaktaufnahme mit mir wird daher im Sinne der Schadensminderungspflicht als unbegründet zurückgewiesen.
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