Karbonbeton Hauswände als Energiekraftwerke

Redakteur: Beate Christmann

Das Bauforschungsprojekt C3 erforscht den Baustoff Karbonbeton. Statt Stahl soll Karbon mit Beton umhüllt werden. Zudem sollen Solarzellen in den Beton integrierbar werden. Wände könnten mit Karbonbeton dünner gebaut werden, was neue architektonische Formen ermöglichen würde.

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Karbonbetonbauelemente mit integrierten Solarzellen: Eine Fassade in Facettenoptik soll einen deutlich höheren Stromertrag ermöglich – dafür sind kleine und flexible Solarmodule gefragt.
Karbonbetonbauelemente mit integrierten Solarzellen: Eine Fassade in Facettenoptik soll einen deutlich höheren Stromertrag ermöglich – dafür sind kleine und flexible Solarmodule gefragt.
(Bild: Fraunhofer-CSP)

Karbonbeton soll der Baustoff der Zukunft werden – zumindest, wenn es nach der Vorstellung von C3 – Carbon Concrete Composite, dem größten Bauforschungsprojekt Deutschlands geht. Mehr als 150 Partner aus Wissenschaft, Wirtschaft, Verbänden und Vereinen engagieren sich, um den Einsatz von Karbonbeton voranzutreiben. Laut ihnen bringt der neue Baustoff nur Vorteile mich sich: Bauwerke werden sicherer, können umweltschonender errichtet und betrieben werden und lassen sich in völlig neuen Formen gestalten. Das Fraunhofer-Center für Silizium-Photovoltaik CSP in Halle, einer der C3-Projektpartner, will den Beton zudem dazu nutzen, Sonnenstrom zu gewinnen.

Karbon anstelle von Stahl

Statt, wie bisher üblich, Stahl mit Beton zu umhüllen, sollen künftig Karbonfaserkonstrukte mit Beton umhüllt werden. Die Forscher versprechen sich davon, dass die beim Stahl auftretenden Korrosionsprobleme wegfallen und damit die Lebensdauer etwa von Brücken steigt und die Instandhaltungskosten sinken. Weil Karbonfasern deutlich fester sind, können Wände dünner gebaut werden als mit Stahlbeton, das spart Material und ermöglicht völlig neue architektonische Formen.

Für diese Idee ist das C3-Konsortium im vergangenen Jahr von Bundesforschungsministerin Prof. Johanna Wanka mit dem Deutschen Nachhaltigkeitspreis Forschung sowie von Bundeswirtschaftsminister Sigmar Gabriel mit dem Deutschen Rohstoffeffizienz-Preis ausgezeichnet worden.

Wege zur Integration von Solarzellen auf Fassaden

Der C3-Baustoff soll formbarer, stabiler, intelligenter, schadstoffärmer, besser recycelbar und fit für die Integration von erneuerbaren Energien sein. Am Fraunhofer-CSP wollen die Forscher diese Eigenschaften nutzen, um Photovoltaik in den Beton zu integrieren. „Wir gehen der Frage nach, ob sich Solarzellen auf den Fassadenelementen aus Karbonbeton aufbringen lassen, wie man sie elektrisch verschalten kann und wie sie am besten gestaltet sein sollten, um einen optimalen Stromertrag zu erreichen“, umschreibt Prof. Jens Schneider, Leiter der Gruppe Modultechnologie am Fraunhofer-CSP, die Idee.

Drei mögliche Wege hat das Fraunhofer-Team erforscht: Bei der ersten Variante werden die Solarmodule direkt in Betonbauteile mit entsprechenden Aussparungen eingegossen, sodass sie sich ohne Kanten in die Fassade einfügen. Die zweite Möglichkeit besteht darin, Solarmodule auf Betonplatten zu laminieren oder zu kleben. Als dritte Option können die Solarmodule mit Druckknöpfen, Schrauben oder anderen Befestigungsmethoden angebracht werden. Auf diese Weise wären die Module abnehmbar. „Wir konnten zeigen, dass alle drei Möglichkeiten technisch machbar sind, optisch ansprechende Lösungen zulassen und beispielsweise auch die Anforderungen hinsichtlich der Tragkraft erfüllen“, sagt Schneider.

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