Ästhetisch ansprechende Photovoltaik bekommt eine „Schaufläche“ in der Innenstadt
Bei der Umgestaltung der Hauptwache kann der Bevölkerung vor Augen geführt werden, welche Möglichkeiten der ästhetischen Photovoltaik die Forschung und auch schon einige Spezialfirmen bereithalten. Damit wird die Klimaschutzkampagne der Stadt Frankfurt unterstützt, die verstärkte Installation von Photovoltaik zu fördern.
Drei ästhetische Richtungen von Photovoltaik-Flächen sind in der vorliegenden Planung vorgesehen: (1) Tiefschwarze Photovoltaik-Module (2) Farbige Photovoltaik-Module (3) Weiße Photovoltaik-Module.
Unsichtbare oder ästhetisch schöne Photovoltaik könnte im gesamten öffentlichen Raum zum Standard werden
Aus technischer Sicht ist das Betreiben von Beleuchtung oder kleinen elektrischen Anlagen mit Photovoltaik inzwischen Routine. Insellösungen bieten zudem Speichermöglichkeiten, so dass selbst die schwankend anfallende Energie kein Problem mehr darstellt. Einer der Gründe, warum Photovoltaik noch nicht viel flächendeckender eingesetzt wird, weder bei Privathäusern in der Stadt noch im prominenten öffentlichen Bereich, ist das herkömmliche Aussehen – welches auf neu erbauten oder freistehenden Einfamilienhäusern das Aussehen nur geringfügig beeinträchtigt, in prominentem öffentlichem Raum oder auf alten ehrwürdigen Häusern jedoch fremd und häufig auch störend wirkt.
Das Fraunhofer Institut in Freiburg (ISE) gehört zu den weltweit führenden Innovationsstandorten für Photovoltaik, und Frankfurt könnte in Kooperation mit dem Fraunhofer ISE ein vorbildliches Innenstadt-Areal schaffen, dessen schöne Photovoltaik-Ästhetik sich auf alle Plätze Frankfurts und weitere deutsche Städte übertragen ließe.
Hierbei wird nicht die Effizienz maximiert, sondern die Eingliederung in das Ensemble steht im Vordergrund. Dennoch können immerhin rund 40 Megawattstunden Strom pro Jahr erzeugt werden – zum Vergleich: Ein Zweipersonenhaushalt verbraucht in Frankfurt laut Mainova-Rechner im Schnitt ca. 2,5 Megawattstunden pro Jahr.
Photovoltaik kann auf unterschiedlichsten Flächen der Hauptwache angebracht werden
Für die tiefschwarzen Flächen bieten sich die Dächer der Toilettenhäuschen sowie das obere Dach des Musikpavillons an.
Farbige Module sind rechts und links entlang der Treppe, die von der Arena in Richtung Zeil hinaufführt, geplant sowie über den Fahrradständern mit Verdachung, die in Richtung E-Kinos, also direkt hinter dem zu schließenden B-Ebenen-Aufgang, angebracht werden.
Und die weiße Photovoltaik bietet sich für die Wände im Arena-Bereich an. Damit die Menschen auf dem Platz die neusten Errungenschaften der Technologie nicht nur bewundern können, sondern auch verstehen, sollten an jeder Fläche kleine Erläuterungstafeln angebracht werden, auf denen Funktionsweise und Applikationsmöglichkeiten erklärt werden und Potentiale bei Massenanwendungen der jeweiligen Technologien aufgezeigt werden.
In den untenstehenden Abbildungen sind die für die Hauptwache geplanten Photovoltaik-Flächen alle schematisch blau eingezeichnet.
Schwarze Photovoltaik-Module
Die Dächer der Toilettenhäuschen können mit tiefschwarzen (monoblack) monokristallinen Photovoltaik-Modulen belegt werden, bei denen die Leitbahnen in den Hintergrund treten und kaum noch sichtbar sind, im Gegensatz zu den herkömmlichen Modulen.
Eine Leistungseinbuße gibt es durch das Verbannen der Leiterbahnen in den Hintergrund (und den schwarz beschichteten Rahmen) kaum noch. Allerdings sieht die vorliegende Planung nicht vor, dass die flachen Dachbereiche der Toilettenhäuschen aufgeständert und zur Sonne hin schräg gestellt bzw. ihr folgend sind, sondern es ist (aus ästhetischen und damit Akzeptanz-Gründen) eine komplett horizontale Montage vorgesehen mit einer minimalen, kaum sichtbaren Aufständerung zur Hinterlüftung. Dadurch erhalten die Flächen allerdings nicht die maximal mögliche Sonneneinstrahlung, die an dem Standort möglich wäre, und auch nicht die maximale Hinterkühlung, was sich ebenfalls auf die Effizienz auswirkt.
Dennoch liegt bei modernen monoblack-Modulen die Effizienz auch unter diesen Umständen immer noch bei über 20%.
Bei den beiden hinter der alten Hauptwache liegenden Toilettenhäuschen sieht die vorliegende Planung für die Schrägseiten der Häuschen ebenfalls photovoltaische Elemente vor, die Dachdeckungen gleichen, wenn auch nicht dem im Frankfurter Raum gebräuchlichen Schiefer, sondern dem eher im Süden Deutschlands verbreiteten Biberschwanzziegel. Alternativ käme auch eine vereinfachte dunkle Dachschindel-Andeutung in Frage. Der Wirkungsgrad liegt bei diesen Modulen immerhin noch bei über 12%.
Für die drei Häuschen neben der Hauptwache hingegen sowie das hinter dem Musikpavillon sind aus ästhetischen Gründen für das Ensemble auf den Dachschrägen lediglich normale Schiefereindeckungen geplant, für die es leider noch keine überzeugenden Imitate gibt.
Auch flexibel biegbare Photovoltaikmodule sind bereits erhältlich – meist schwarz, aber (mit geringerer Effizienz) auch andersfarbig
Auch die obere, für die Passanten nicht so gut sichtbare Dachfläche des Musikpavillons soll mit monoblack Photovoltaik belegt werden, wobei die Module biegbar sein müssen und -wie bei Kupferdächern früher- in Dreiecksbahnen vorliegen müssen. Technisch ist dies grundsätzlich möglich, es dürfte hierzu allerdings eine Sonderanfertigung notwendig sein.
Farbige Photovoltaik-Module
An den Wänden neben dem Treppenaufgang bzw. Treppenabgang von der Zeil direkt hinunter in die Arena ist in der vorliegenden Planung die Bedeckung mit Photovoltaik-Modulen in der Hausfarbe des MOMEM, Museum of Modern Electronic Music, vorgesehen – sozusagen als Wegweiser von der Zeil hinab zum Museum.
Dafür passend gibt es eine innovative Entwicklung des Fraunhofer Institutes für Solare Energiesysteme (ISE), Freiburg. Eine der dort entwickelten Farben entspricht sogar fast genau der Hausfarbe des MOMEM.
Mit farbiger Photovoltaik lassen sich künstlerische Effekte erzeugen oder sogar Logos erstellen. Waren Photovoltaik-Farben früher noch gedämpft und matt, so sind sie mit der neuen Fraunhofer ISE-Technologie farbecht und strahlender.
Für die Fahrradständer können ebenfalls Photovoltaik-Module, die kurz vor der Marktreife aus der Forschung kommen, eingesetzt und damit gefördert werden
Als weitere farbige Fläche ist die Überdachung von den neuen Fahrradständern hinter dem Edelsteinplätzchen vorgesehen: Dunkelblaue, monofarbige gewölbte Photovoltaik-Module sind zwar noch nicht auf dem Markt, sind jedoch zum Beispiel mit der MorphoColor®-Technologie des Fraunhofer Institutes ISE herstellbar.
Die zweite Überdachung an dem Abgang, der offen gelassen wird, hätte zwar auch Potential zur Stromerzeugung durch Photovoltaik; in der vorliegenden Planung wurde hierfür jedoch eine extensive Dachbegrünung vorgesehen, um so viel Grün wie möglich an die Hauptwache zu bringen.
Weiße Photovoltaik-Module haben einen positiven Albedo-Effekt
Sowohl für die Wand des kleinen Arena-Technik-Häuschens als auch für die dem Süden zugewandten Flächen hinter den Zuschauertribünen kommen verschiedene weiß wirkende Photovoltaik-Module in Frage: glatt oder durch bedrucktes Glas (ähnlich wie bei Fototapeten) in Maueroptik.
Auch ihre Funktionsweise sollte auf besagten Erläuterungstafeln (s.o.) erklärt werden: Ein selektiver Streuungsfilter reflektiert das sichtbare Licht mit einer Vielzahl von Schichten. Das sichtbare Licht wird auf diese Weise von uns Menschen noch wahrgenommen, während die Infrarot-Strahlung zu den Solarzellen geleitet wird. Die Reflektion des weißen Lichtanteils wird durch eine zusätzliche Mikrostruktur auf der Rückseite der Folie erreicht.
Photovoltaik mit dieser Optik lässt sich an vielen Stellen unbemerkt anbringen und stellt daher eine sehr potentialträchtige Lösung für die Zukunft dar, auch wenn der Wirkungsgrad bei dieser Technologie heute noch bei ca. 11% liegt. Dafür sind die Flächen jedoch hell und heizen sich nicht so stark auf wie schwarze Photovoltaik. Dies kann gerade im öffentlichen Raum, wenn Publikum mit den Photovoltaik-Modulen in Berührung kommen kann, sehr angenehm sein.