Solceller integrerade i fasaden

Genom att integrera solceller i byggnadens tak, fasader eller fönster kan fastigheter producera sin egen energi. Det kallas BIPV och skiljer sig från traditionella solpaneler genom att solcellsmaterialet blir en del av byggnadens konstruktion och visuella utformning, vilket eliminerar behovet av separata monteringssystem.

Tekniken har potential att minska koldioxidutsläppen från byggnader med upp till 50 procent, enligt International Energy Agency. Men trots dess fördelar finns det utmaningar, som höga initiala kostnader och krav på noggrann planering vid installation.

BIPV fungerar genom att solcellsteknik integreras i byggnadsmaterial som glas, metall och kompositmaterial. Dessa material omvandlar solenergi till elektricitet samtidigt som de skyddar mot väder och vind. På tak kan solceller integreras direkt i takpannor eller användas som ersättning för traditionella takmaterial.

Fasader med BIPV är också en växande trend, särskilt i urbana områden där utrymme är begränsat. Även glasfasader med semitransparenta solceller används allt oftare för att kombinera naturligt ljusinsläpp med energiproduktion.

Internationellt är länder som Tyskland, Schweiz och Nederländerna ledande inom BIPV. Tyskland har länge varit en föregångare, med projekt som Solar Settlement i Freiburg, där alla hus är utrustade med solceller och producerar mer energi än de förbrukar. I Schweiz har Smart Living Lab i Fribourg blivit ett centrum för forskning och utveckling av BIPV.

Även i Nederländerna integreras tekniken i nya bostadsområden som en del av landets ambitiösa klimatmål. I Sverige växer intresset för BIPV snabbt. HSB Living Lab i Göteborg är ett framstående exempel där forskare testar olika typer av byggnadsintegrerade solcellslösningar. Strandkajen i Örnsköldsvik är ett annat projekt, där fasaden består av både svarta och semitransparenta solpaneler som bidrar till energiproduktionen.

RISE är en central aktör i Sveriges satsning på BIPV. Institutet driver en nationell testbädd för byggnadsintegrerade solceller, där fokus ligger på att utveckla produkter med hög prestanda och estetik. Enligt RISE:s hemsida är testbädden en plattform för att hjälpa företag och forskare att ta fram nya lösningar för att integrera solceller i byggnader.

Dessutom leder RISE det svenska deltagandet i IEA PVPS Task 15, ett internationellt projekt som syftar till att skapa standarder och ramverk för BIPV. Projektet, som har fått finansiering från Energimyndigheten på totalt 15 miljoner kronor, förväntas pågå fram till 2026.

-Vi ser BIPV som en viktig del av framtidens hållbara byggande, skriver Karin Pettersson, forskare på RISE, på organisationens webbplats.

Utöver forskning arbetar RISE också med att demonstrera tekniken i verkliga byggprojekt, vilket är en viktig del av deras strategi för att påskynda marknadsintroduktionen.

Ett av de mest framstående svenska exemplen på BIPV är Kollektivhuset Stacken i Göteborg. Stacken, byggt under 1960-talet som en del av miljonprogrammet, har genomgått en omfattande renovering för att uppnå passivhusstandard. Detta innebär att byggnaden har extremt låg energiförbrukning och är självförsörjande på nästan all sin el. Under renoveringen installerades nya fönster och ett ventilationssystem, taket tilläggsisolerades med cellulosafiber och hela fasaden kläddes med solceller.

Dessa solceller täcker totalt 1 800 kvadratmeter och genererar cirka 90 000 kilowattimmar per år, vilket motsvarar 90 procent av byggnadens totala elbehov.

Dan-Eric Archer, en av de boende, berättar på Stackens hemsida att projektet genomfördes utan att höja hyrorna. “En unik grej är att renoveringen har genomförts utan att vi behövt höja hyrorna,” säger han. Archer beskriver också hur de boende länge haft en vision om att sänka driftkostnaderna och samtidigt bidra till en mer hållbar framtid. Projektet har inte bara förbättrat byggnadens energiprestanda utan också stärkt gemenskapen bland de boende.

Fördelarna med BIPV är många. Tekniken erbjuder en lösning som kombinerar hållbarhet med estetik och kan integreras sömlöst i byggnaders design. Genom att ersätta traditionella byggmaterial med solcellslösningar kan både materialkostnader och energikostnader reduceras. Men utmaningarna är också tydliga.

Den initiala kostnaden för BIPV är högre än för traditionella solpaneler, och installationen kräver noggrann planering och expertis. Effektiviteten kan också vara lägre än för fristående solpaneler, särskilt om solcellerna placeras i skuggiga områden.

Trots dessa hinder ser framtiden för BIPV ljus ut. Med ökad efterfrågan på hållbara lösningar och fortsatta framsteg inom forskning och utveckling förväntas tekniken bli mer tillgänglig och ekonomiskt konkurrenskraftig. Som Karin Pettersson på RISE uttrycker det: “Med rätt stöd och utveckling kan BIPV bli en naturlig del av framtidens hållbara byggande.”

10 tekniska utmaningar med BIPV
1. Effektivitet: Lägre prestanda än fristående solpaneler på grund av begränsad optimering av placering och ventilation.
2. Integrering: Svårigheter att balansera estetiska, strukturella och funktionella krav.
3. Installation: Kräver specialkompetens och längre projekttider.
4. Underhåll: Dyrare och mer komplext att reparera integrerade system än fristående paneler.
5. Materialkompatibilitet: Solceller måste samverka med byggnadens material utan att påverka prestanda.
6. Hög initial kostnad: Dyrare än vanliga solpaneler och byggmaterial.
7. Standardisering: Brist på enhetliga regler och certifieringar för BIPV.
8. Elektriska system: Avancerade lösningar krävs för integration med byggnadens energinät.
9. Vädermotstånd: Systemen måste klara extrema klimatförhållanden utan att försämras.
10. Estetiska begränsningar: Begränsade designalternativ jämfört med traditionella byggmaterial.

Internationella BIPV-projekt
• Solar Settlement, Freiburg, Tyskland: Ett bostadsområde där alla hus är energiproducerande, ett av de mest framgångsrika BIPV-projekten globalt.
• SwissTech Convention Center, Lausanne, Schweiz: Ett konferenscenter med färgade solcellspaneler i fasaden.
• Copenhagen International School, Köpenhamn, Danmark: Skolans fasad är täckt av 12 000 solpaneler som genererar cirka 300 MWh årligen.
• The Edge, Amsterdam, Nederländerna: En av världens mest hållbara kontorsbyggnader med integrerade solcellslösningar i både tak och fasad.
• Onyx Solar-projekt globalt: Företaget har implementerat BIPV-lösningar i byggnader som Miami Heat Stadium i USA och Dubai Frame i Förenade Arabemiraten.