TH Köln entwickelt Fassadenmodul mit Photovoltaik für die Wärmeregulierung

Die TH Köln hat im Projekt EnergySkin ein Sanierungssystem für Nichtwohngebäude entwickelt, das Photovoltaik zur Wärmeregulierung einsetzt (Solarserver). November 2026: die Anwendung für die Sanierung von Nichtwohngebäuden.

Wie funktioniert das Fassadenmodul?

Als Prototyp dient eine Glasscheibe, die auf ihrer transparenten Beschichtung als Heizelement fungiert (windjournal.de). Dadurch nimmt die Fassade Wärme auf, und die Differenz zwischen Innenraum- und Außenlufttemperatur wird ausgeglichen. Auf diese Weise reduziert das System die Wärmeverluste. Eine Dämmung des Isolierglases zwischen Heizelement und Fassade verstärkt diesen Effekt zusätzlich.

Sensoren und ein Mikrocontroller regeln die Leistung der wärmenden Schicht bedarfsgerecht. Im Glasmodul sind Solarzellen geschützt integriert. Sie liefern einen Teil der benötigten Energie. Bei starker Sonneneinstrahlung wird Strom, der nicht unmittelbar benötigt wird, in einer Batterie gespeichert. Ein Betrieb ohne Netzanschluss ist rund um die Uhr dagegen nicht möglich; deshalb bleibt die Anbindung an das Stromnetz nötig.

Pietro Di Biase, Professor am Institut für Technische Gebäudeausrüstung (TGA) der TH Köln, erklärte, die Gebäudehülle könne mehr leisten als ein statisches Dämmsystem: Das Fassadenmodul unterstütze die lokale Wärmeregulierung und decke einen Teil des dafür benötigten Stroms durch seine eigene Energieversorgung.

Was ist beim Montagesystem und beim Dämmkonzept wichtig?

Die Pfosten-Riegel-Konstruktion soll eine einfache Montage mit Schrauben und Dübeln ermöglichen. Die Konstruktion ist für einen unkomplizierten Einsatz im Plug-and-Play-Verfahren ausgelegt. Einige Komponenten lassen sich austauschen, anschließend reparieren und wiederverwenden. Glas und Aluminium sind laut dem Projektbericht recycelbar.

Die Forscherinnen und Forscher analysierten zunächst die bauphysikalischen Anforderungen, die Wärmeflüsse und den Energiebedarf. Im Anschluss daran legten sie die Regelung über einen Mikrocontroller sowie die elektrische Kontaktierung der Heizschicht funktional aus. Anschließend wurde der Prototyp schrittweise mit Simulationen und Experimenten im TGA-Labor der TH Köln sowie in einer Klimakammer der TU Dresden auf seine Praxistauglichkeit geprüft.

Max Stoppel, wissenschaftlicher Mitarbeiter der TH Köln, berichtete, die Montage löse keine Kältebrücken aus und leite Wärme zügiger nach außen ab als die angrenzenden Flächen. Das Team bestimmte außerdem den passenden Abstand zwischen Modul und Wand, damit die Dämmwirkung verstärkt wird. Untersucht wurden dabei auch die Auswirkungen auf den Feuchtetransport im Mauerwerk.

Für die Photovoltaik als Bestandteil einer Gebäudehülle kann die Grundlage zur Wirtschaftlichkeit von Photovoltaik hilfreich sein. Das EnergySkin-System ist dabei nicht als klassische Dachanlage für Privathaushalte, sondern als Sanierungssystem für Nichtwohngebäude beschrieben.

Welche Einsatzbedingungen und Erweiterungen nennt das Projekt?

Als besonders geeignet bezeichnen die Forschenden Fassaden mit Ost-Süd- und West-Süd-Ausrichtung, weil dort die Sonneneinstrahlung höher ist. Für die Einspeisung überschüssigen Stroms in eine Batterie verweist das Projekt auf einen Speicher. Wer die Funktionen moderner Batteriespeicher einordnen möchte, findet einen gesonderten Überblick zum fünfstündigen Batteriespeicher in Karlsbrunn.

Für eine weitere Verbesserung des Fassadenmoduls werden mehrere Ansatzpunkte genannt: eine KI-gestützte Regelung, die Energiebedarfe präziser vorhersagen soll, sowie die Nutzung des Luftspalts zur Kühlung der Gebäudehülle an heißen Tagen. Außerdem wird die Verwendung organischer Photovoltaik-Module als weiteres Potenzial beschrieben.

Das Projekt trägt den vollständigen Titel „Entwicklung eines energieneutralen Fassadensystems zur außenliegenden Wandtemperierung“. Am Vorhaben waren neben der TH Köln die Dobler Metallbau GmbH, die Flachglas Sachsen GmbH und die TU Dresden beteiligt. Das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie steuerte die Förderung des TH-Köln-Teilprojekts im Rahmen des Zentralen Innovationsprogramms Mittelstand (ZIM) mit rund 208.000 Euro bei.

• Prototyp: transparente Heizbeschichtung auf Glas mit integrierten Solarzellen.
• Regelung: Sensoren und Mikrocontroller steuern die wärmende Schicht bedarfsgerecht.
• Projektpartner: Dobler Metallbau GmbH, Flachglas Sachsen GmbH und TU Dresden neben der TH Köln.

Für das Teilprojekt der TH Köln flossen aus dem ZIM-Programm des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie rund 208.000 Euro.

Quellen

• Fassadenmodul für Nichtwohngebäude setzt auf Photovoltaik zur Wärmeregulierung — solarserver.de, 2026-11-11
• Fassadenmodul für Nichtwohngebäude setzt auf ... — windjournal.de, 2026-11-11