1. Wie funktionieren Solardachziegel?

Haben Sie sich jemals gefragt, wie ein Hauch von Sonnenlicht genug Energie liefern kann, um Ihr gesamtes Haus zu versorgen? Die Antwort liegt in den Wundern der Photovoltaiktechnik, die in den unscheinbaren Solardachziegeln, auch Photovoltaikziegel, Solarziegel oder PV-Ziegel genannt, zum Einsatz kommt.

Die Grundfunktion eines Solardachziegels ähnelt der eines traditionellen Solarpaneels. Im Inneren jedes Ziegels befinden sich Solarzellen, die aus einem speziellen Material, meistens Silizium, bestehen. Wenn Sonnenlicht auf diese Zellen trifft, wird ein Prozess namens photovoltaischer Effekt ausgelöst. Dabei werden Elektronen freigesetzt und ein elektrischer Strom erzeugt. Dieser kann dann genutzt werden, um alles von Ihrer Kaffeemaschine bis hin zur Klimaanlage zu betreiben.

1.1. Sind Solardachziegel oder Solarmodule leistungsstärker?

Solardachziegel sind in der Regel etwas weniger leistungsstark als herkömmliche Solarmodule. Das liegt daran, dass die Größe und Form der Solardachziegel die Anzahl der Solarzellen, die auf einem einzelnen Ziegel platziert werden können, begrenzen. Jedoch können sie problemlos über eine größere Dachfläche verteilt werden, was wiederum die Gesamtleistung erhöhen kann.

Dabei kann auch das Thema Temperatur eine Rolle spielen: Die Leistung von Solarzellen wird tatsächlich von der Temperatur beeinflusst, jedoch kann die genaue Beeinflussung je nach Art der Solarzelle und Hersteller variieren. Auf dem Dach installierte Module haben meist eine bessere Hinterlüftung, was das aufheizen im Vergleich zu den Solardachziegeln verbessert.

Weniger Lüftung = Höhere Temperatur

In der Regel verlieren Solarzellen also mit steigender Temperatur an Effizienz. Das liegt daran, dass sich der elektrische Widerstand in den Solarzellen bei hohen Temperaturen erhöht, was die Effizienz der Energieumwandlung reduziert. Ein typischer Wert für den Temperaturkoeffizienten von Solarzellen liegt zwischen -0,3% und -0,5% pro Grad Celsius.

Das bedeutet, dass die Leistung der Zelle um diesen Prozentsatz abnimmt, für jeden Grad über 25 °C (dies ist die Standardtemperatur, bei der die Leistung der Solarzellen gemessen wird).

Wenn zum Beispiel der Temperaturkoeffizient einer bestimmten Solarzelle -0,4% pro Grad Celsius beträgt und die Zelltemperatur auf 35 °C steigt, würde die Leistung dieser Zelle um etwa 4% sinken.

Solarziegel werden über die Konterlattenebene hinterlüftet. Diese Hinterlüftung ist wie gesagt nicht so hoch wie bei Aufdachanlagen, aber der Unterschied liegt hier 
laut Angaben von Experten im niedrigen, einstelligen Prozentbereich. Auch die Solar-Schindeln werden so gefertigt, dass ein Wärmeabtransport optimiert wird, wie z.B. in folgendem Video gezeigt wird:

Interessant dabei: Hier Nutzen die Solardachziegel sogar die überschüssige Hitze um diese per Wärmepumpe zu nutzen, was laut des Berichts zu einer Stromeinsparung von 25% führt. Damit wäre dieser Typ Solar-Dachziegel tatsächlich effizienter als normale Photovoltaik-Module!

1.2. Indach-Photovoltaikmodule und Solardachziegel

Welche Gemeinsamkeiten und welche Unterschiede haben Indach-Photovoltaikmodule und Solardachziegel? Sehr gute Frage! Indach-Photovoltaikmodule und Solardachziegel haben sowohl Gemeinsamkeiten als auch Unterschiede. Lassen Sie uns diese genauer betrachten.

Gemeinsamkeiten:

1. Integration in das Dach: Sowohl Indach-Photovoltaikmodule als auch Solardachziegel sind direkt in die Dachstruktur integriert, was ihnen ein ästhetisch ansprechendes Erscheinungsbild verleiht und sie zu einer perfekten Lösung für Gebäude mit hohem ästhetischen Anspruch macht.

2. Energieerzeugung: Beide Technologien erzeugen elektrische Energie aus Sonnenlicht, wodurch sie zur Gesamtenergieeffizienz eines Gebäudes beitragen.

3. Ersatz für herkömmliche Dachmaterialien: Sowohl Indach-Photovoltaikmodule als auch Solardachziegel ersetzen herkömmliche Dachmaterialien, was zur Kostenersparnis beitragen kann.

Unterschiede:

1. Form und Größe: Indach-Photovoltaikmodule sind in der Regel größer und haben eine einheitliche Form und Größe, ähnlich wie herkömmliche Photovoltaikmodule. Solardachziegel hingegen sind kleiner und haben die Form und das Aussehen von herkömmlichen Dachziegeln, was ihnen eine hohe ästhetische Flexibilität verleiht.

2. Installation und Austausch: Die Installation von Indach-Photovoltaikmodulen kann in der Regel schneller und einfacher sein, da sie auf größere Flächen ausgelegt sind. Solardachziegel hingegen erfordern eine sorgfältigere Installation, da jedes einzelne "Ziegel"-Modul angebracht werden muss. Dies könnte jedoch den Austausch einzelner defekter Module erleichtern.

3. Kosten: In der Regel sind Solardachziegel teurer als Indach-Photovoltaikmodule, sowohl in Bezug auf die Materialkosten als auch auf die Installationskosten.

4. Effizienz: Indach-Photovoltaikmodule können effizienter sein als Solardachziegel. Dies liegt daran, dass sie in der Regel auf Basis von monokristallinem Silizium hergestellt werden, das eine höhere Effizienz aufweist. Solardachziegel hingegen verwenden oft Dünnschichttechnologie, die zwar flexibler und leichter ist, aber oft eine geringere Effizienz aufweist.

1.3. Was ist der Unterschied zwischen monokristallinen und polykristallinen Solarzellen in Solardachziegeln?

Monokristalline und polykristalline Solarzellen sind die beiden am häufigsten verwendeten Typen von Solarzellen in Solardachziegeln. Monokristalline Zellen bestehen aus einem einzigen, reinen Siliziumkristall, während polykristalline Zellen aus mehreren Siliziumkristallen bestehen.

Monokristalline Solarzellen: Monokristalline Solarzellen sind die effizientesten, da sie aus einem einzigen, reinen Siliziumkristall bestehen. Sie haben eine durchschnittliche Effizienz zwischen 15% und 20%, obwohl Spitzenwerte von über 22% erreicht werden können. Sie sind erkennbar an ihrer einheitlich dunklen Farbe.

Polykristalline Solarzellen: Polykristalline Solarzellen bestehen aus mehreren Siliziumkristallen und sind daher weniger effizient. Ihre durchschnittliche Effizienz liegt zwischen 13% und 16%. Sie sind oft blau und haben ein geschliffenes, "geflecktes" Aussehen.

Tipp: Haben Sie eine kleine Dachfläche, oder möchten Sie einfach die maximale Ausbeite pro m² erzielen, dann sind monokristalline Module die bessere Wahl.

2. Wann nutzt man Solarziegel?

Solardachziegel, auch bekannt als Photovoltaikziegel, Solarziegel oder PV-Ziegel, sind eine interessante Lösung für Hausbesitzer, die die Vorteile der Solarenergie nutzen wollen, ohne das Aussehen ihres Hauses zu verändern. Sie sind perfekt in das Dach integriert und bieten eine ästhetisch ansprechende Möglichkeit, erneuerbare Energie zu erzeugen. Aber wann sind sie wirklich die beste Option? Lassen Sie uns das zusammen herausfinden.

Inwiefern beeinflussen Solardachziegel das Aussehen des Hauses? Im Gegensatz zu herkömmlichen Solarmodulen, die auf das Dach montiert werden, ersetzen Solardachziegel die herkömmlichen Dachziegel oder -schindeln. Sie sind so konzipiert, dass sie das Aussehen und das Gefühl eines normalen Dachs beibehalten. Das Ergebnis ist ein nahtloses, integriertes Aussehen, das zu einem attraktiveren Erscheinungsbild führt. Es ist fast unmöglich, den Unterschied zwischen Solardachziegeln und herkömmlichen Dachziegeln zu erkennen.

Wie gut lassen sie sich in verschiedene Dachstile und Materialien integrieren? Solardachziegel sind sehr flexibel und können an die meisten Dachstile und -materialien angepasst werden. Außerdem gibt es sie in verschiedenen Farben und Texturen, sodass sie sich nahtlos in die Architektur des Hauses einfügen können.

Wann sind Solardachziegel im Altbau, Neubau und in denkmalgeschützten Gebäuden sinnvoll? Solardachziegel können sowohl in Altbauten als auch in Neubauten installiert werden. Sie sind besonders sinnvoll in denkmalgeschützten Gebäuden oder in Gebieten mit strengen ästhetischen Vorschriften, da sie das Erscheinungsbild des Gebäudes weniger verändern. Bei Neubauten können sie von Anfang an in das Dachdesign einbezogen werden, was den Installationsprozess erleichtert.

Gibt es staatliche Förderungen oder steuerliche Vorteile? Ja, in vielen Ländern, einschließlich Deutschland, gibt es verschiedene Förderprogramme und steuerliche Vorteile ganz generell für die Installation von Photovoltaiksystemen, wobei es aber keinen Unterschied macht, ob man PV-Module oder Solardachziegel verwendet. Es ist auf jeden Fall immer ratsam, sich über die aktuell verfügbaren Optionen zu informieren, da sie von Bundesland zu Bundesland unterschiedlich sein können.

Tipp: Auf dieser Seite haben wir aktuelle Informationen zu der Förderung von Photovoltaikanlagen.

Lokale Bauvorschriften & Denkmalschutz In manchen Fällen können lokale Bauvorschriften oder der Denkmalschutz die Installation von Solardachziegeln beeinflussen. Es ist wichtig, diese Aspekte vor der Installation zu überprüfen.

Tipp: Mehr Informationen zum Thema Dachausrichtung und Dachneigung bietet dieser Artikel.

2.1. Vorteile und Nachteile von Solardachziegeln im Altbau, Neubau & beim Denkmalschutz

3. Welche Kosten entstehen bei der Verwendung der Solardachziegel?

Solardachziegel sind auf jeden Fall eine innovative und ästhetisch ansprechende Alternative zu herkömmlichen Solarmodulen. Sie können jedoch in Bezug auf die Kosten etwas höher sein. Ihre Kosten variieren jedoch erheblich in Abhängigkeit von Faktoren wie Anbieter, Leistung, Dachgröße und Größe der Ziegel.

Hier sind einige wichtige Punkte zum Preis und zur Wirtschaftlichkeit von Solardachziegeln, die aus deinen bereitgestellten Informationen hervorgehen:

1. Der Vergleich von Solardachziegeln verschiedener Hersteller kann aufgrund der unterschiedlichen Größen und Leistungen der Ziegel nicht ganz einfach sein. Also benötigen wir einen Wert, der zum korrekten Vergleich genutzt werden kann.

2. Eine sinnvolle Größe, welche Sie nutzen sollten ist hierfür der Preis pro Kilowatt Peak (kWp).

3. Die Kosten für Solardachziegel inklusive Montage variieren (je nach Hersteller) zwischen 2.000 und 2.500 € pro kWp. Pro Person rechnet man oft mit 1,5 kWp, was bei 4 Personen und 6 kWp 12.000 bis 15.000 € ausmachen würde. Zum Vergleich: Die Kosten für eine klassische Aufdach-PV-Anlage liegen derzeit bei etwa 1.450 Euro pro kWp. Eine 6-kWp-PV-Anlage würde daher etwa 8.700 Euro kosten.

4. Da man sich die Kosten für die normalen Dachziegel spart, ist die Verwendung von Solarziegeln gerade beim Neubau sinnvoll. Hier sind bei korrekter Planung die Kosten bei der Verwendung der PV-Ziegel günstiger als eine normale Dacheindeckung mit einer Aufdach-PV-Anlage.

3.1. Ist die Verwendung der PV-Dachziegel also wirtschaftlich sinnvoll?

Ob Solardachziegel wirtschaftlich sind, hängt stark davon ab, ob es sich um einen Neubau oder einen Altbau handelt. Nehmen wir mal ein Beispiel:

In einem Altbau:

• Eine Aufdach-6-kWp-PV-Anlage könnten Sie für etwa 8.700 Euro installieren.
• Bei Solardachziegel wäre das deutlich teurer: ca. 13.500 Euro + Entfernung/Entsorgung der alten Ziegel.
• Damit ist diese Variante nicht wirtschaftlich sinnvoll.

Bei einem Neubau:

könnten Solardachziegel jedoch wettbewerbsfähig sein, da sie

• Eine Aufdach-6-kWp-PV-Anlage könnten Sie für etwa 8.700 Euro installieren + ca. 21.000 € für eine Dacheindeckung bei 100m² = 29.700 €
• Bei Solardachziegeln sparen Sie ca. die halbe Dacheindeckung:
  13.000 € für 6-kWp-PV-Anlage auf 50m² Dachfläche + 13.500 € für 50m² Dacheindeckung = 26.500 €
• Damit wäre diese Variante wirtschaftlich sinnvoll.

Handelt es sich um einen Altbau, mit einer sowieso benötigten Dachsanierung, stehen die Zahlen wahrscheinlich wieder zugunsten der Solardachschindeln, was aber auf jeden Fall vom Fachmann kalkuliert werden sollte. Auch neue PV-Dachziegel, welche zusätzlich die Energie der Abwärme über eine Wärmepumpe nutzbar machen, werden diese Kalkulationen wahrscheinlich künftig noch weiter in Richtung Solardachziegel verschieben.

Abschließend zum Thema der Kosten und Wirtschaftlichkeit von PV-Dachziegeln sollte man immer bedenken, dass der Preis nur ein Faktor bei der Entscheidung ist. Es ist auch wichtig, die langfristigen Vorteile und die ästhetische Anpassungsfähigkeit von Solardachziegeln zu berücksichtigen. Wenn diese Faktoren hoch bewertet werden, können Solardachziegel trotz höherer Kosten eine überzeugende Option sein.

4. Montage von Solardachziegeln

Die Installation bzw. das Decken des Daches mit Solardachziegeln ist ein spezialisierter Prozess, der von qualifizierten Fachleuten durchgeführt werden sollte. Hier sind einige Aspekte, die während des Installationsprozesses berücksichtigt werden sollten:

1. Ausrichtung und Neigung des Dachs

Die Ausrichtung und Neigung des Dachs sind für die Leistung der Solardachziegel sehr wichtig. Ideal wäre eine Ausrichtung nach Süden, da dies die meiste Sonneneinstrahlung über den Tag hinweg bietet. Allerdings können sie auch auf Dächern mit Ost- oder Westausrichtung effizient arbeiten, wenn auch mit einem geringfügigen Leistungsverlust. Die Neigung des Dachs spielt ebenfalls eine wichtige Rolle. Die optimale Neigung für ein Solardach hängt von der geographischen Lage ab, in Deutschland liegt diese Neigung beispielsweise bei etwa 25-35 Grad. 

2. Vorüberlegungen zur Installation

Bevor Solardachziegel installiert werden können, müssen verschiedene Überlegungen angestellt werden:

• Dachstruktur: Da Solardachziegel eher leichter sind als normale Dachpfannen sollte die Dachstruktur kein Hindernis sein, diese zu verwenden.

• Dacharbeiten: Solardachziegel werden ähnlich wie herkömmliche Dachziegel installiert. Dabei werden die an jeder PV-Dachpfanne vorgesehenen Kabel mit der nächsten verbunden, um die geplanten Modulstränge bzw. Verbindungen herzustellen. 

• Genehmigungen: In einigen Fällen kann es notwendig sein, eine Baugenehmigung für die Installation von Solardachziegeln einzuholen. Dies hängt von den lokalen Bauvorschriften und -richtlinien ab und sollte vor Beginn des Projekts geklärt werden.

5. Haltbarkeit und Wartung von Solardachziegeln

Solardachziegel sind für ihre Haltbarkeit und ihre Widerstandsfähigkeit gegen verschiedene Witterungsbedingungen bekannt. Sie sind speziell dafür entwickelt, den Elementen zu widerstehen und über lange Zeiträume hinweg konstante Leistung zu liefern.

Genau wie herkömmliche Module sind Solardachziegel so konzipiert, dass sie jedem Wetter standhalten können. Sie sind dabei aber in das Dach integriert und nicht nur auf diesem montiert, was sie sogar noch robuster gegenüber Wind und extremen Wetterbedingungen macht.

Beispiel: In Video weiter oben wurden Solarziegel mit 160km/h schnellen Eiskugeln beschossen, um Hagel zu simulieren. Die Bruchfestigkeit der Solarzellen war gegeben.

5.1. Was ist bei der Wartung von Solardachziegeln zu beachten?

In Bezug auf die Wartung sind Solardachziegel relativ pflegeleicht und im Grunde genauso zu handhaben wie PV-Aufdach-Anlagen. Im Allgemeinen ist es also empfehlenswert, sie mindestens einmal im Jahr zu reinigen bzw. zu überprüfen, um sicherzustellen, dass sie optimal funktionieren. Es geht hier also um die Entfernung von Schmutz und Ablagerungen beinhalten, die sich im Laufe der Zeit ansammeln können und die Effizienz der Ziegel beeinträchtigen können.

Zusätzlich sollte ein Fachmann in regelmäßigen Abständen (zum Beispiel alle 5 bis 10 Jahre) eine gründlichere Inspektion und Wartung durchführen. Dabei können potenzielle Probleme frühzeitig erkannt und behoben werden, beispielsweise durch den Austausch von defekten Teilen oder das Überprüfen der elektrischen Verbindungen und Anschlüsse.

Wie haltbar sind die PV-Ziegel? Viele Hersteller bieten Garantien auf ihre Produkte, die in der Regel zwischen 20 und 30 Jahren liegen. Allerdings können Solardachziegel bei guter Pflege und Wartung auch länger halten. 

6. Modelle und Varianten von Solardachziegeln

Schauen wir uns zuerst die verschiedenen Modelle an, die auf dem Markt erhältlich sind.

1. Solardachziegel mit Vertiefungen: Hierbei handelt es sich um Dachziegel, die Vertiefungen oder Aussparungen haben, in die die Solarzellen unauffällig eingefügt werden. Auf den ersten Blick sehen sie aus wie normale Dachziegel, aber bei genauerem Hinsehen erkennen Sie die eingelassenen Solarzellen. Diese Art von Solardachziegeln bietet den Vorteil, dass sie sich harmonisch in das Gesamtbild des Daches einfügen und die Ästhetik des Gebäudes nicht stören.

2. Solarziegel, bei denen die Solarzellen selbst den Ziegel bilden: Dies ist eine weitere interessante Option. Bei diesen Ziegeln bilden die Solarzellen den gesamten Ziegel. Das heißt, die Solarzelle ist nicht in einen Ziegel eingelassen, sondern bildet selbst die Ziegelform. Das Resultat ist ein durchgängiges, elegantes Design, das gleichzeitig funktional und attraktiv ist.

6.1. Welche Hersteller für Solardachziegel gibt es?