太陽光発電システムのためのスペースを提供するのは屋根だけではありません。計算によると、住宅のファサードも太陽エネルギーからの発電において重要な役割を果たす可能性があります。したがって、ドイツのファサードに太陽光発電を設置できる可能性のある面積は、屋根の 2 倍になります。大都市圏が特に適している可能性があります。ただし、実用化に向けた研究はまだ行われています。
気候変動を止めるためには、再生可能エネルギーへの転換は避けられないと思われます。これを支える柱の 1 つは太陽エネルギーです。たとえば、予測によれば、太陽光発電システムは 2050 年までに電力需要の 30 ～ 50 パーセントを供給できる可能性があります。ドイツでは太陽光発電システムの数はすでに着実に増加しており、住宅の屋根に設置されるようになってからかなりの時間が経っています。
建物のファサードはどうでしょうか？
しかし、建物のファサードはどうでしょうか？ドレスデンのライプニッツ生態空間開発研究所（IOER）のマルティン・ベーニッシュ率いる研究チームは、再生可能エネルギーの生産にどれだけの潜在的な面積を提供できるかを計算した。 「2050年までに既存の建物の気候中立性を達成するという連邦政府の目標を達成するには、ドイツ国内の適切な屋根すべてに太陽光発電システムを設置するだけでは十分ではありません」とベーニッシュ氏は説明する。
そのため、研究者らは現在、連邦地図測地局 (BKG) の 3D 建築モデルを使用して、連邦共和国の建築ストック全体の可能性を推定しています。ただし、これは大まかな概要にすぎません。すべての家は平らな屋根で描かれます。詳細な屋根の形状、切妻壁、窓、ドア、バルコニー、そしてとりわけリストされたファサードは建築モデルでは考慮されません。ベーニッシュ氏と彼のチームは、建物のファサードが互いに接触しているため、太陽光発電の設置には適さないことをすでに計算しています。不正確さを補うために、彼らはまた、全国の10万棟の建物のサンプルと、ミュンヘン、フライブルク、ドレスデンの3つの重点地域をより詳細に分析した。すべてのデータから、最終的に建物一体型太陽光発電 (BIPV) 用の建物の理論上の面積ポテンシャルを計算しました。
屋根よりもファサードのほうが可能性が高い
建物のファサードの可能性は、これまでの想定よりも大幅に大きくなる可能性があることが明らかになりました。 「理論上の可能性のある面積は、ファサード面積が約 12,000 平方キロメートル、屋根面積が約 6,000 平方キロメートルと推定できます」とベーニッシュ氏は報告しています。これはメクレンブルク・フォアポンメルン州の面積の約半分に相当します。したがって、建物のファサードには、屋根の約 2 倍の太陽光発電モジュールの可能性のある領域が提供されます。 「しかし、現時点ではこれはまだ理論上の可能性の領域にすぎないことも強調しなければなりません」と彼は限定します。
しかし、太陽光発電システムによる太陽エネルギーの寄与は将来どれくらい大きくなるでしょうか?それを解明するために、科学者たちはすべての屋根とファサードの表面の日射量をモデル化しました。これを行うために、チームはまた、小規模で個々の屋根の形状を備えたより詳細な建物モデルを使用し、地形や周囲の山だけでなく、木や建物とその影などの建物の周囲も考慮しました。可能なエネルギー量は、放射線、照射範囲、場所によって異なります。
このことから、比較的狭いスペースに多くの人が住んでおり、建物が多い地域では、太陽光発電システムの可能性が特に高いことが明らかになりました。研究者らによると、これは例えば、ライン・マイン、ライン・ネッカー、ライン・ルールの大都市圏だけでなく、ベルリン、ハンブルク、ブレーメン、ミュンヘン、ドレスデン・ライプツィヒ・ケムニッツの三角地帯などの都市部にも当てはまるという。 。小規模な分析では、潜在的な太陽エネルギー収量が建物のタイプにも依存することも示されました。したがって、生産ホール、教育機関、公共の建物などの大きな建物のファサードに太陽光発電システムを設置することは特に価値があります。 「しかし、高層ビルなどの大規模集合住宅にも、太陽光発電を設置する大きな可能性があります」とベーニッシュ氏は言う。
実用化はまだテスト中
科学者らによると、この結果は将来、建物内でのエネルギー生成のより良い計画に貢献する可能性があるという。 「より正確な分析を通じて、データを特定の場所で特定する必要があります」と Behnisch 氏は言います。 「しかし、それらは、建物に組み込まれた太陽光発電に眠っている大きな可能性の印象を与えます。これらは、特に CO2 削減の目標を見据えた場合、重要な出発点です。私たちが家のファサードに設置するすべての太陽光発電モジュールは、土地集約型のソーラーパークの建設を不要にするため、自然と貴重な土壌の保護に役立ちます。」 Standard-BIPV プロジェクトなどの進行中のプロジェクトで、研究者は現在、標準化された太陽光発電ファサードで改修できる適切な建物カテゴリーを特定し、最初の建物を例として変換しています。また、建設コスト効率が高く、組み立てが簡単で、電気的に設置でき、見た目も美しいファサード要素を開発したいと考えています。
出典: ライプニツ生態空間開発研究所。 V.、専門記事: Transforming Cities、2020; 4、62-66ページ
