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Grundlagen

Das Solardach - umweltfreundliche Energie aus der Sonne nutzen

Solardächer erzeugen mithilfe der Energie der Sonne Strom oder Wärme. Um künftig eine vollständige Versorgung mit erneuerbaren Energien zu erreichen, müssten die Dächer in Deutschland großflächig mit Solaranlagen ausgestattet sein. Lesen Sie daher hier mehr über das Potenzial, die Kosten und die Wirtschaftlichkeit von Solardächern.
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Was ist ein Solardach?

Mit einem Solardach kann sowohl ein Dach mit Solarthermieanlage, als auch ein Dach mit Photovoltaikanlage gemeint sein. In beiden Fällen wird die Strahlungskraft der Sonne zur Energieerzeugung genutzt. Doch was ist der Unterschied zwischen Solarthermie und Photovoltaik?

Eine Photovoltaikanlage wandelt Sonnenlicht direkt in Strom um, eine Solarthermieanlage hingegen gewinnt aus der Sonnenenergie Wärme, um damit zum Beispiel Heiz- oder Brauchwasser zu erhitzen. Da mit dem Begriff Solardach jedoch meistens ein Dach mit einer Photovoltaikanlage gemeint ist, geht der folgende Artikel vorrangig auf Solardächer mit Photovoltaik ein.

Vorteile von Solardächern

Solardächer sind klimafreundlich, denn sie nutzen die Energie der Sonne und verursachen somit bei der Energieerzeugung keine Emissionen. Emissionen entstehen ausschließlich während des Herstellungsprozesses. Bei Photovoltaikanlagen können diese aber bereits nach 2-3 Jahren Betrieb ausgeglichen werden. Auch bei Solarthermieanlagen fällt der CO2 Aufwand zur Produktion der Kollektoren im Gegensatz zur erreichten C02-Einsparung während des Betriebs kaum ins Gewicht.

Ein weiterer Vorteil: ein Solardach ist rentabel, denn Sonnenenergie ist kostenlos. Photovoltaikanlagen können weit über 20 Jahre hinaus betrieben werden. Das Fraunhofer Institut rechnet sogar mit einer Betriebszeit von 40 Jahren oder mehr. Durch die Stromkostenersparnis einer Photovoltaikanlage, können die Investitionskosten bereits nach etwa 10 Jahren wieder erwirtschaftet werden. Nach der Amortisation liefert eine Photovoltaikanlage dann, bis auf gegebenenfalls nötige Wartungs- und Reparaturkosten, vollständig kostenlosen Strom.

Nicht zuletzt schafft eine eigene Photovoltaikanlage Unabhängigkeit. In Kombination mit einem Stromspeicher lässt sich bereits der Großteil des privaten Strombedarfs durch die PV-Anlage decken.

Solardachvarianten

Solarthermie

Solarthermieanlagen werden meist auf dem Dach oberhalb der Dachziegel montiert und erzeugen aus der einfallenden Sonneneinstrahlung Wärme. Hierzu wird das Licht zunächst über Solarkollektoren gebündelt. In den Kollektoren fließt eine Kollektorflüssigkeit, die die Wärme aus den Solarkollektoren ins Haus leitet. Dort steht Sie dann zum Duschen, Spülen oder für Heizzwecke zur Verfügung.

Aufdach-Photovoltaikanlagen

Photovoltaikanlagen bestehen aus Photovoltaikmodulen, die die einfallende Sonneneinstrahlung in Strom umwandeln. Bei einer Aufdach-Photovoltaikanlage bleibt die bestehende Dacheindeckung erhalten und die Photovoltaikmodule werden oberhalb der Dachziegel befestigt.

Indach-Photovoltaikanlagen

Photovoltaik-Indachsysteme ersetzen die Dachziegel und fungieren als wasserdichte Dachabdeckung. Diese Art von Solardach ist allerdings etwas teurer als eine Aufdachanlage, denn die Installation ist aufwendiger. Dafür überzeugen Indachanlagen durch ihre edle Optik.
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Flachdach-Photovoltaikanlagen

Flachdach-Photovoltaikanlagen werden auf Dachflächen ohne vorhandene Dachneigung installiert. Um einen optimalen Solarertrag zu erzielen, werden die Photovoltaikmodule mithilfe von Flachdachmontagesystemen aufgeständert.

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Solardachziegel

Ein Solardach kann auch mithilfe von Solardachziegeln realisiert werden. Hierbei sind die Photovoltaikzellen in die Dachziegel integriert. Der Vorteil ist eine natürliche Dachoptik mit dem gewohnten Ziegeldesign. Besonders bekannt sind die Solardachziegel von Tesla, die sich ästhetisch ins Dach fügt und deutlich mehr Hagel aushält als herkömmliche Ziegeln.
Solardachziegel

Solarfolie

Solarfolien sind dünne Folien mit Solarzellen auf der Oberfläche. Sie werden durch ihre Unbeständigkeit und geringe Effizienz nur sehr selten auf Dächern verwendet.

Welches Potenzial gibt es in Deutschland für Solardächer?

Alle Gebäudehüllen in Deutschland, das heißt alle Dächer und Fassaden, bieten das technische Potenzial, um mindestens 1,4 TW Photovoltaik zu installieren. Welcher Teil dieses technischen Potenzials nutzbar ist, hängt von der gesellschaftlichen Akzeptanz als auch von ökonomischen, regulativen und technischen Randbedingungen ab.

Klar ist: allein das Potenzial auf Gebäuden reicht aus, um eine vollständig erneuerbare Stromversorgung zu ermöglichen. Schätzungen gehen nämlich davon aus, dass die Solarenergie für eine Stromversorgung mit 100% erneuerbaren Energien in Deutschland etwa 120-290 GW installierte Photovoltaikleistung nötig sind, also weniger als ¼ des technischen Photovoltaikpotenzials auf Dächern (Quelle: Fraunhofer Institut)

Der aktuelle Photovoltaikzubau ist für dieses Ziel jedoch deutlich zu gering. Möchte man bis 2050 immerhin 200 GW Photovoltaikleistung installieren, müssten jährlich mindestens 5 GW Photovoltaik installiert werden. 2018 wurden in Deutschland allerdings nur 2,8 GW Photovoltaik installiert, in den Jahren 2013 bis 2018 waren es durchschnittlich sogar nur 1,8 GW pro Jahr.

Check? Ist mein Dach geeignet?

Grundsätzlich eignen sich die meisten Dächer für die Installation einer Photovoltaikanlage.

Dachausrichtung

Optimale Photovoltaikerträge werden erzielt, wenn Ihr Dach nach Süden ausgerichtet ist und eine Dachneigung von 30 Grad aufweist. Aber auch Abweichungen von dieser optimalen Ausrichtung haben nur geringe Ertragseinbußen zur Folge. Lediglich bei einer reinen Nordausrichtung ist die Installation eines Solardachs nicht empfehlenswert.

Ost-West-Dächer etwa können ebenfalls sehr hohe Erträge erzielen, da sie die Sonnenenergie in den Morgen- und Abendstunden besonders effizient nutzen. Hat Ihr Dach eine Neigung zwischen 10 und 60 Grad, ist es problemlos für die Photovoltaik Montage geeignet. Bei einer Neigung unter 10 Grad können Sie mit einem Montagesystem für Flachdächer, dass die Module auf dem Dach aufständert, nachhelfen.

Dacheindeckung und Dachzustand

Als Dachbedeckungen eignen sich alle üblichen Dacheindeckungen wie Ziegel, Trapezblech, Wellblech oder auch Bitumen. Die Art der Dacheindeckung bestimmt lediglich das nötige Montagesystem. Photovoltaikmodule für Ziegeldächer werden durch sogenannte Dachhaken befestigt. Auf Trapezblech können teilweise auch bereits sehr kurze Montageschienen genügen.

Damit die Photovoltaikanlage nicht nach einigen Jahren, bei einer Dacherneuerung demontiert werden muss, sollten Sie darauf achten, dass Ihr Dach zum Zeitpunkt der Installation in einem guten Zustand ist und in den nächsten 20 bis 30 Jahren nicht erneuert werden muss.

Verschattung

Ist Ihr Dach durch umliegende Bäume, Schornsteine oder angrenzende Gebäude verschattet, wirkt sich das negativ auf den Anlagenertrag aus. Kleinere Verschattungen sind jedoch meist unproblematisch und können durch eine entsprechende Anlagenplanung gehändelt werden. Wegatech führt mithilfe einer Planungssoftware eine Verschattungsanalyse für jedes Dach durch. So können wir den größtmöglichen Ertrag aus der verfügbaren Fläche holen.

Welche Größe sollte das Solardach haben?

Eine Mindestanlagengröße von 4 kWp ist empfehlenswert. Unter 4 kWp sind die Installationskosten deutlich höher und die Wirtschaftlichkeit der Anlage mindert sich erheblich. 4 kWp Photovoltaik entspricht bei Verwendung monokristalliner Photovoltaikmodule etwa einer Dachfläche von mindestens 25 Quadratmetern. Ist Ihr Dach also bereits überwiegend belegt und sie haben weniger als 25 Quadratmeter Dachfläche, ist von einer Solaranlage abzuraten.

Ansonsten sollten Sie Ihre Anlage in Abhängigkeit Ihres Stromverbrauchs dimensionieren. Als grobe Faustregel gilt: die Photovoltaikanlage sollte mindestens 25% mehr Strom produzieren als der Haushalt verbraucht. Oft lohnt es sich sogar die gesamte zur Verfügung stehende Dachfläche auszunutzen. Wird sich Ihr Stromverbrauch künftig erhöhen, etwa durch die Anschaffung eines Elektroautos, sollten Sie bereits Ihren voraussichtlichen künftigen Stromverbrauch annehmen.

Was kostet ein Solardach?

Solardächer mit Photovoltaik mit einer Anlagengröße zwischen 4 und 10 kWp kosten etwa 7.000€ – 25.000€. Eine kleine Photovoltaikanlage mit 4 kWp Anlagenleistung ohne Speicher liegt bei etwa 7.000€. Investieren Sie in eine 10 kWp Anlagen mit einem hochwertigen Stromspeicher, können auch bereits mal 25.000€ anfallen. Die Kosten für 1 kWp Photovoltaik im Segment der Kleinanlagen auf Einfamilienhäusern betragen etwa 1.300€ pro Kilowatt Peak (für ca. 10 kWp).

Ein Solardach mit einer Solarthermieanlage für die reine Brauchwassererwärmung ist relativ kostengünstig und kostet lediglich 3.000€ bis 5.000€. Soll mit der Solarthermieanlage auch Heizwasser erwärmt werden, fallen bereits Kosten zwischen 7.000€ bis 12.000€ an.

Lohnt sich ein Solardach?

Ein Solardach mit Photovoltaik ist, sofern Ihr Dach die erforderlichen Voraussetzungen erfüllt, fast immer finanziell lohnenswert. Übliche Anlagenrenditen liegen zwischen 5 und 8 Prozent. Doch warum ist das so? Eine Photovoltaikanlage reduziert die Strommenge, die Sie von Ihrem Stromversorger für mittlerweile 30 Cent beziehen müssen. Da sie durch eine Solaranlage etwa 30-80% Unabhängigkeit von Ihrem Stromversorger erreichen können, sparen Sie monatlich etwa 30-80% Ihrer Stromkosten ein. Meist amortisiert sich Ihre Solaranlage so bereits nach 10 Jahren. Das heißt, Sie haben nach 10 Jahren genauso viel Stromkosten eingespart, wie Sie für die Anlage ursprünglich ausgegeben haben. Da eine Solaranlage mindestens 20 Jahre, meist sogar 30 bis 40 Jahre betrieben werden kann, erwirtschaften Sie in den darauffolgenden Jahren nur noch Gewinne.

Ein Solardach mit Solarthermie kann in der Regel nicht den vollständigen Heizbedarf decken Das bedeutet Sie müssen in ein weiteres Heizsystem wie eine Gas- oder Ölheizung investieren. Am sinnvollsten ist daher die Anschaffung einer Solaranlage zur Brauchwassererwärmung. Insgesamt sind die Heizkosteneinsparungen mit einer Solarthermieanlage deutlich geringer als die Stromkostenersparnis mit einer Photovoltaikanlage.

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