Unzählige Hausdächer tragen bereits eine Photovoltaikanlage. Normalerweise werden die Module jedoch auf dem Dach montiert. Doch wie steht es um die Alternative der dachintegrierten Photovoltaik? Lohnt sich dieses Konzept? Welche Besonderheiten gibt es bei der PV-Dachintegration, und welche Vor- und Nachteile hat das dachintegrierte PV-System?
Was ist eine dachintegrierte Photovoltaikanlage?
Eine dachintegrierte Photovoltaikanlage wird im Gegensatz zum herkömmlichen Aufdach-System nahtlos in die Dachdeckung eingefügt.
Dachziegel, aber auch anderes Eindeckungsmaterial, wie Schiefer oder Bitumen, sind für die Dachintegration geeignet.
Nahaufnahme von Solardachziegeln
© meyerburger.com
Je nach Bedarf können die Solarmodule teilweise oder vollständig im Dach integriert werden. Dabei werden die Dachpfannen durch dacheingebettete Photovoltaik-Module ersetzt. Die Vollintegration im Dach wird als Photovoltaik-Dach ohne Ziegel bezeichnet.
Da bei der Verwendung von dachintegrierten PV-Modulen der wichtigste Teil der Dachhaut entfällt, müssen diese die Aufgabe des Schutzes vor Witterungsbedingungen mitübernehmen.
Dachintegrierte Solarstromsysteme übernehmen damit eine Doppelfunktion:
Abwehr von äußeren Einflüssen wie Regen, Schnee, Hagel und Windböen
Stromerzeugung durch Umwandlung der auftreffenden Strahlenenergie
Darüber hinaus ist die PV-Dachintegration, als sichtbarer Bestandteil der Gebäudehülle, von außen einsehbar und hat deshalb hohe Anforderungen an die Ästhetik. Im Vergleich zur Aufdach-Lösung wirkt die integrierte Photovoltaik-Dacheindeckung besonders harmonisch und auf die Architektur abgestimmt.
Dachintegrierte PV-Systeme
Es gibt zwei verschiedene Arten von PV-Systemen, die im Dach integriert werden:
Indach-Photovoltaik
Solardachziegel
Indach-Anlagen nutzen entweder herkömmliche gerahmte oder ungerahmte PV-Module oder Spezialmodule mit einem regenabweisenden Rahmen. Die einzelnen Module werden ineinander gesteckt und bilden eine großflächige und homogene Einheit.
Es gibt Indach-Montagesysteme, z.B. Solrif oder Creaton, welche die obere Dachhaut vollständig ersetzen und die Anlage direkt auf die Dachlattung geschraubt wird.
Einige Befestigungssysteme kommen mit herkömmlichen PV-Modulen aus. Um die Wasserdichtigkeit dennoch zu gewährleisten, wird unter die Modulfläche zunächst eine dünne HDPE-Platte oder Wellblech verlegt, welche als Schutzschicht vor Witterungseinflüssen dient.
Solardachziegel ersetzen in der Regel einen einzelnen Dachziegel. Das eigentliche Verlegen der PV-Ziegel geht recht schnell, doch alle einzelnen Ziegel müssen elektrisch miteinander gekoppelt werden, wodurch sich ein hoher Aufwand ergibt.
Als Mittelweg zwischen beiden PV-Systemen gelten Solardachziegel, welche aber breiter sind und gleich 4 bis 6 Dachziegel ersetzen können.
Vorteile und Nachteile von dachintegrierter Solaranlagen
Vorteile:
Ästhetisch ansprechend: Harmonische Gebäudeintegration der PV-Anlage durch bündige Montage für unauffälliges, ansprechendes Erscheinungsbild.
Flexibel einsetzbar: Anpassungsfähig an verschiedene Dachkonstruktionen und Architekturstile dank diverser Materialien, Formen und Farbe. Auch für denkmalgeschützte Gebäude einsetzbar.
Schutz und Langlebigkeit: Witterungsschutz (Regen, Schnee, Wind) und hohe mechanische Stabilität für lange Lebensdauer der Solarmodule.
Geringes Gewicht: Ermöglicht Photovoltaik auf Gebäuden mit geringer Traglast, da herkömmliche Dachziegel ersetzt werden und kein zusätzliches Gewicht entsteht.
Einfache Wartung: Zugänglichkeit der Komponenten für Wartungsarbeiten, da Solardachziegel und Indach-Module leicht einzeln entfernbar sind. Zudem können Handwerker das Dach ohne Schäden betreten.
CO₂-Reduktion: Nutzung von Solarenergie spart viele Tonnen Kohlenstoffdioxid pro Jahr.
Nachteile:
Hohe Kosten: Teurer als herkömmliche Photovoltaikanlagen aufgrund aufwendigerer Herstellung und Installation. Bei Bestandsbauten führt eine Nachrüstung zu höheren Kosten, da zunächst die alte Ziegeleindeckung abgedeckt werden muss. Solardachziegel sind besonders teuer.
Geringe Leistung: Niedrigere Nennleistung von PV-Dachziegeln im Vergleich zu Aufdach-Anlagen. Dadurch passt weniger Nennleistung auf das Hausdach. Indach-Module sind allerdings ähnlich effizient wie normale Solarpanels.
Hoher Montage- und Planungsaufwand: Komplexere und zeitaufwendigere Installation. Sorgfältige Planung erforderlich, stärkere Einbindung von Architekten und Installateuren. Die Montage wird vom Dachdecker, nicht vom Solarteur, übernommen.
Eingeschränkte Verfügbarkeit und Eignung: Wenige Anbieter und Optionen für marktreife Solardachziegel. Nicht alle Dachtypen für die Installation geeignet, insbesondere Flachdächer sind nicht möglich.
Leistungsverlust durch geringe Hinterlüftung: Schlechtere Hinterlüftung kann den PV-Ertrag im Jahresverlauf negativ beeinflussen. Obwohl einige Systeme Lüftungsschlitze verwenden, ist ein geringer Leistungsverlust bei Hitze (5-10 %) zu erwarten. Als Ausgleichsmaßnahme empfehlen sich Solarmodule mit gutem Temperaturkoeffizienten.
Wie wird Photovoltaik im Dach integriert?
Soll Photovoltaik gebäudeintegriert werden, ist ein spezielles Montagesystem erforderlich, das im Dach integriert wird.
Die PV-Module werden direkt auf dem Dachtragwerk befestigt und ersetzen die Dachhaut. Dafür werden entweder normale Traglatten, wie zur Befestigung von Dachziegeln, oder spezielle Latten oder Bohlen mit größerem Querschnitt eingesetzt.
Zur Befestigung der Module werden diese in Randprofile an den Seiten eingelegt und an der Modulunterseite mit Montagebügeln fixiert. Der Übergang vom Generatorfeld zu den Ziegeln wird durch eine Überlappung mit Abdeckblechen hergestellt, um das Dach korrekt abzudichten.
Die Notwendigkeit eines Blitzschutzes für das Hausdach wird durch die dachintegrierte Photovoltaikanlage nicht beeinflusst. Wenn ein Dach keinen Blitzschutz benötigt, bleibt das auch mit einer PV-Anlage der Fall. Bei vorhandenem Blitzschutz muss die PV-Anlage gemäß örtlichen Vorschriften integriert werden.
Die Dachintegrierte Photovoltaik gilt als brandsicher. Hersteller entwerfen und testen dachintegrierte Komponenten unter Berücksichtigung höchster Brandschutzanforderungen.
Bei Aufdachdämmungen ist die Installation dachintegrierter Photovoltaikanlagen unkompliziert, da keine speziellen Maßnahmen zur Lastübertragung von der Dämmung auf die Sparren notwendig sind.
Kosten der dachintegrierten Photovoltaik
Eine durchschnittliche dachintegrierte PV-Anlage für ein Einfamilienhaus kostet 25.000 bis 35.000 Euro inkl. Montage. Die Indach-Lösung ist dabei deutlich günstiger als ein Solarziegel-Dach, welches etwa 2-mal so teuer pro installierter Leistung (kWp) ist:
Indach-Photovoltaik: ca. 1.900 € pro kWp
Solardachziegel: ca. 4.200 € pro kWp
Generell liegt der Anschaffungspreis der dachintegrierten Solartechnologie über dem der gewöhnlichen Aufdach-Variante.
Bei der Installation entfällt allerdings viel Material zur Dacheindeckung, was eine Kostenersparnis von 50 bis 100 Euro pro Quadratmeter mit sich bringt. Dachintegrierte Photovoltaikanlagen lohnen sich finanziell deshalb vor allem bei Neubauten oder einer anstehenden Dachsanierung.
Lohnt sich eine dachintegrierte PV-Anlage?
Eine dachintegrierte PV-Anlage eignet sich vor allem für neue Gebäude, bei denen das Solarstromsystem von Anbeginn mit eingeplant wird. Die Kosten sind höher als bei der normalen Aufdach-Anlage.
Daher lohnt sich ein dachintegriertes PV-System, wenn dem ästhetischen Aspekt mehr Gewicht gegeben wird als dem finanziellen. Zudem eröffnet die Dachintegration die Möglichkeit der Energiegewinnung für denkmalgeschützte Bauten und für Dächer mit mangelnder Tragreserve.