1. Photovoltaikanlagen auf dem Flachdach

Eine Flachdach-Photovoltaikanlage ist im Grunde genommen ein Kraftwerk auf Ihrem Dach. Sie besteht aus Sonnenkollektoren, die auf einer speziellen Unterkonstruktion montiert sind. Diese ist so ausgerichtet, dass sie die Sonnenstrahlen optimal einfängt, und das auch auf einem Flachdach! Flachdächer bieten hierbei einige einzigartige Vorteile für Photovoltaikanlagen:

1. Effiziente Nutzung von Raum: Flachdächer sind oft ungenutzt und bieten viel Platz für Solarpaneele.
2. Flexible Installation: Sie können die Anordnung und Neigung der Solarpaneele optimal an die Sonneneinstrahlung anpassen.
3. Einfache Wartung: Auf Flachdächern ist es leichter, an die Solarpaneele zu kommen und sie zu warten oder zu reinigen.

1.1. Technische Herausforderungen und Lösungen bei Flachdach-Photovoltaikanlagen

Über das ganze Land verteilt finden sich beeindruckende Beispiele von Photovoltaikanlagen auf Flachdächern. Von großen Unternehmensgebäuden bis hin zu kleinen Privathäusern, die ihren eigenen Strom erzeugen - die Möglichkeiten sind endlos! Doch nicht alles ist Sonnenschein. Es gibt auch Herausforderungen bei der Installation von Photovoltaikanlagen auf Flachdächern. Die gute Nachricht ist, dass für jedes Problem eine Lösung existiert. 

Bevor Sie sich entscheiden, sollten Sie außerdem einige praktische Aspekte berücksichtigen:

1.2. Montage der Solarmodule auf dem Flachdach

Grundsätzlich gibt es zwei Optionen, um Photovoltaik-Anlagen auf einem Flachdach zu installieren: mit oder ohne Dachdurchdringung. Aber was bedeutet das genau?

1.2.1. 1. Dachdurchdringende Montage

Bei der dachdurchdringenden Montage wird ein Bauteil, wie zum Beispiel eine Stütze oder ein Anschlusskabel, durch die Dachfläche geführt. Häufig handelt es sich dabei um lange Schrauben, die die Photovoltaikmodule fest mit dem Gebäude verankern. Die Module sind auf diese Weise sturm- und rutschsicher fixiert.

Mit dieser stabilen Verbindung können sogar steilere Neigungswinkel für die Module erreicht werden, was eine höhere Energieerzeugung ermöglicht.

Doch Vorsicht: Hierbei wird die sogenannte "Dachhaut" durchstoßen, was ohne eine fachmännische Abdichtung zu Wasserschäden führen könnte. Außerdem kann eine solche Montage die Statik des Daches beeinflussen. Hierfür sind also genaue Berechnungen von einem Fachmann notwendig.

1.2.2. 2. Montage ohne Dachdurchdringung

Die alternative Methode, die Montage ohne Dachdurchdringung, vermeidet diese potenziellen Probleme. Hierbei wird eine spezielle Unterkonstruktion verwendet, die die Module miteinander verbindet und stabilisiert. Zusätzlich werden Gewichte - zum Beispiel Steine oder Fliesen - zur Beschwerung eingesetzt. Diese Gewichte werden in speziellen Solarwannen oder auf sogenannten Windblechen platziert, um den Windwiderstand zu verringern. Durch aerodynamische Optimierungen und Materialverbesserungen sind die Montagesysteme mittlerweile so leicht, dass diese Methode auch für Flachdächer mit geringerer Tragfähigkeit geeignet ist.

1.2.3. 3. Aufständerung

Bei einer Ost-West-Orientierung sind die PV-Module so angebracht, dass ein Teil der Module Richtung Osten zeigt und die andere Hälfte Richtung Westen. Vorteile:

• Gleichmäßige Stromproduktion über den Tag
• effiziente Ausnutzung der Dachfläche
• als "Satteldach" oder "Schmetterlingsdach" möglich

Beim "Satteldach" werden die Module so montiert, dass die oberen Kanten aneinanderstoßen. Beim "Schmetterlingsdach" hingegen werden die Module an der unteren Kante miteinander verbunden.

In beiden Fällen entsteht ein kleiner Spalt zwischen den Modulen, welcher nicht größer als drei Millimeter sein darf, da ansonsten hindurchwachsen und die Module verschatten. Also am besten den Spalt verschließen.

1.2.4. Standortabhängige Überlegungen

Beide Methoden erfordern jedoch die Berücksichtigung der Wind- und Schneelastzonen des Standorts. Deutschland ist in vier Windlastzonen und mehrere Schneelastzonen unterteilt, die sich in der erwarteten Windgeschwindigkeit und Schneemenge unterscheiden. Welches Montagesystem für Ihre Photovoltaikanlage angemessen ist, hängt also von Ihrer spezifischen Lage ab.

• Die Windlastzonen finden Sie hier: https://www.dehn.de/de/windzone 
• Schneelastzonen finden Sie hier: http://www.schneelast.info/node/1 

Und zu guter Letzt: Der perfekte Winkel für die Module! Experten empfehlen einen Neigungswinkel von etwa 30 Grad, um das meiste Sonnenlicht einzufangen. Natürlich hängt der tatsächliche Ertrag Ihrer Photovoltaikanlage auch von der Anzahl der Module, den optimalen Abständen zwischen den Modulen und natürlich der Anzahl der Sonnenstunden ab. Im Durchschnitt wird angenommen, dass ein Modul etwa 850 bis 1000 kWh Solarstrom pro Jahr produziert.

Egal für welche Montagemethode Sie sich entscheiden, es ist immer ratsam, einen Fachmann zu konsultieren, um die Tragfähigkeit des Dachs, die Windanfälligkeit der Module und eventuell zusätzliche Lasten (wie Schnee im Winter) zu berücksichtigen.

1.3. Pflege und Wartung Ihrer Flachdach-Photovoltaikanlage

Zu guter Letzt sollten Sie sich darüber im Klaren sein, dass eine Photovoltaikanlage auf dem Flachdach regelmäßige Pflege und Wartung benötigt. Die gute Nachricht ist, dass diese im Vergleich zu anderen Kraftwerken relativ einfach ist. Sie umfasst in der Regel die Reinigung der Module, die Überprüfung der Verkabelung und die Inspektion der Befestigungselemente. 

2. Photovoltaikanalgen auf Gründächern

Ein Gründach, also ein mit Pflanzen bedecktes Dach, gepaart mit einer PV-Anlage? Das klingt nach einer futuristischen Vision, ist aber bereits heute eine faszinierende Realität! Die Kombination aus Gründach und Photovoltaik vereint in einzigartiger Weise ökologische Vorteile mit der nachhaltigen Energiegewinnung. Lassen Sie uns diesen innovativen Ansatz näher betrachten.

Eine Gründach-Photovoltaik-Anlage ist also genau das, eine Photovoltaik-Anlage, die auf einem begrünten Dach installiert wird. Diese Kombination bringt nicht nur ästhetische Vorteile, sondern auch funktional-ökologische, wie beispielsweise verbesserte Luftqualität, verbesserten Artenschutz und Lärm- sowie Schallschutz. Darüber hinaus schützen Pflanzen das Dach vor UV-Strahlung und tragen zur Kühlung der umgebenden Luft sowie der PV-Module bei.

Neben den bereits erwähnten Vorteilen hat die Nutzung von Gründächern für Photovoltaik weitere spezielle Pluspunkte. Das Pflanzenwachstum auf dem Dach schafft ein Mikroklima, das die Photovoltaikmodule kühlt und so deren Leistungsfähigkeit erhöht. Darüber hinaus verbessert ein Gründach die allgemeine Energieeffizienz des Gebäudes durch zusätzliche Isolierung, was zu niedrigeren Heizkosten führt. Nicht zuletzt trägt ein solches Dach zur Regenwasserrückhaltung bei und entlastet so die Kanalisation.

Vorteile der Nutzung von Gründächern für Photovoltaik:

• Verbesserte Leistungsfähigkeit der Photovoltaikmodule durch Kühlung
• Verbesserte Energieeffizienz des Gebäudes durch zusätzliche Isolierung
• Regenwasserrückhaltung zur Entlastung der Kanalisation
• Ästhetisch ansprechende Kombination von Natur und Technologie

2.1. Technische Herausforderungen und Lösungen

Trotz der vielen Vorteile bringt die Installation einer Photovoltaik-Anlage auf einem Gründach auch technische Herausforderungen mit sich. So muss beispielsweise das zusätzliche Gewicht der Solarmodule und des Gründachs berücksichtigt werden. Zudem sind ein effektives Bewässerungssystem und ein Wurzelschutz notwendig, um die Photovoltaikmodule vor Beschädigung zu schützen. Durch die Wahl geeigneter Pflanzen und eine fachgerechte Installation kann diesen Herausforderungen jedoch wirksam begegnet werden.

2.2. Pflege und Wartung von Gründach-Photovoltaik-Anlagen

Es sollte sichergestellt sein, dass das Gründach regelmäßig gepflegt und die Photovoltaikmodule bei Bedarf gewartet werden können. Hierbei spielen der Reihenabstand zwischen den Modulen und die Wahl der Pflanzen eine entscheidende Rolle. So sollten niedrig wachsende Pflanzen gewählt werden, um eine Verschattung der Module zu vermeiden. Die Pflege und Wartung einer Gründach-Photovoltaik-Anlage umfasst sowohl das Gründach selbst als auch die Photovoltaikmodule.

Hierzu gehört:

1. regelmäßige Beschneiden der Pflanzen, um eine Verschattung der Module zu vermeiden
2. die regelmäßige Wartung der Module, um eine optimale Leistungsfähigkeit sicherzustellen

2.3. Kann ich ein Gründach mit einer Solaranlage nachrüsten?

Sie haben bereits ein begrüntes Dach und möchten nun eine Photovoltaikanlage oder auch Solarthermieanlage hinzufügen? Das ist durchaus möglich, vorausgesetzt, die Statik des Hauses erlaubt das zusätzliche Gewicht einer Solaranlage.  

2.4. Welche Kosten entstehen für eine Gründach-Photovoltaikanlage?

Mit einem Solar-Gründach können Sie Strom und Heizkosten sparen. Aber bevor Sie davon profitieren können, müssen Sie natürlich erst einmal investieren. Die Kosten für ein Solar-Gründach hängen von verschiedenen Dingen ab, zum Beispiel:

• Dachfläche
• Größe der Photovoltaikanlage
• Art der Pflanzen auf Ihrem Dach

Um Ihnen eine Vorstellung von den Kosten zu geben, hier einige Anhaltspunkte:

• Eine Photovoltaikanlage kostet einmalig etwa 1.500 Euro pro Kilowattstunde Leistung.
• Die jährliche Wartung der Photovoltaikanlage kostet etwa 100 bis 200 Euro.
• Für eine extensive Dachbegrünung, also eine, die wenig Pflege benötigt, kostet es einmalig zwischen 20 und 40 Euro pro Quadratmeter.
• Für eine intensive Dachbegrünung, also eine, die mehr Pflege benötigt, kostet es einmalig zwischen 40 und 80 Euro pro Quadratmeter.
• Die jährliche Pflege der Dachbegrünung kostet etwa 3 bis 6 Euro pro Quadratmeter.

Um das noch konkreter zu machen, hier zwei Beispiele:

1. Beispiel - Gründach mit höherem Eigenverbauch: Angenommen, Sie haben ein Flachdach mit einer Fläche von 80 m² und möchten darauf ein Solar-Gründach installieren.
   Sie möchten, dass das gesamte Dach begrünt wird und die Photovoltaikanlage soll eine Leistung von 6 kWp haben.
   Bei ~ 30€ pro m² wären die Kosten für die extensive Dachbegrünung: 2.400 €
   Kosten für die Photovoltaikanlage würde ca. 9.000 €
   Geschätzte Gesamtkosten:  ~11.400 €

2. Beispiel - Dachgarten mit etwas Solarstrom:  Sie möchten nur die Hälfte des Daches begrünen also nur 40².
   Die Photovoltaikanlage soll nur eine Leistung von 3 kWp haben.
   Bei ~ 60€ pro m² wären die Kosten für eine intensive Dachbegrünung: 2.400 €
   Kosten für die Photovoltaikanlage würde ca. 4.500 €
   Geschätzte Gesamtkosten:  ~6.900 €

2.5. Fördermittel und wirtschaftliche Aspekte:

Es gibt verschiedene Fördermittel und Zuschüsse, die Ihnen helfen können, die Kosten für die Installation einer Photovoltaik-Anlage zu senken. Diese variieren je nach Land und Region, aber einige Beispiele könnten Einspeisevergütungen, zinsgünstige Kredite oder Steuererleichterungen sein. In diesem Beitrag erfahren Sie alles Wichtige zum Thema Förderung von Photovoltaiksystemen.

3. Flachdach- oder Grün-Dach-Photovoltaikanlage?

Im dritten Teil unserer Reihe möchten wir Ihnen helfen, die Entscheidung zwischen einem Flachdach und einer Gründachanlage zu treffen. Beide Optionen haben ihre Vorzüge und je nach Ihren individuellen Bedürfnissen und Zielen kann die eine oder andere Option besser passen.

Die Nutzung des Flachdachs ohne eine Begrünung ist kostengünstiger und die PV-Anlage damit einfacher zu installieren und zu warten. Auf der anderen Seite bietet eine Gründachanlage viele zusätzliche Vorteile. Sie kann dazu beitragen, Ihr Haus natürlich zu kühlen, die Luftqualität zu verbessern und Lebensräume für Pflanzen und Tiere zu schaffen. Wenn Sie Platz für einen Garten oder eine Terrasse schaffen möchten, kann ein Gründach eine großartige Option sein.

Einige Faktoren, die Sie bei der Entscheidung zwischen einem Flachdach und einer Gründachanlage berücksichtigen sollten, sind:

• Der Zustand Ihres Dachs: Ist Ihr Dach stark genug, um das zusätzliche Gewicht eines Gründachs zu tragen?
• Ihr Budget: Haben Sie genug Geld für die höheren Installations- und Wartungskosten einer Gründachanlage?
• Umweltauswirkungen: Möchten Sie einen Beitrag zur Verbesserung der Umwelt leisten?

3.1. Checkliste zur Beurteilung - Flachdach oder Gründach:

Um Ihnen bei der Entscheidungsfindung zu helfen, haben wir eine kleine Checkliste an Fragen erstellt:

1. Ist Ihr Dach stark genug, um das zusätzliche Gewicht eines Gründachs zu tragen?
2. Haben Sie genug Platz auf Ihrem Dach für eine Gründachanlage?
3. Würden Sie gerne einen zusätzlichen Raum für Freizeitaktivitäten, wie zum Beispiel einen Dachgarten, schaffen?
4. Sind Sie bereit, mehr Geld für die Installation und Wartung einer Gründachanlage auszugeben?
5. Ist Ihnen die Verbesserung der Umwelt ein wichtiges Anliegen?
6. Möchten Sie Ihre Stromkosten durch die Installation einer Photovoltaikanlage senken?

Wenn Sie die meisten dieser Fragen mit "Ja" beantwortet haben, könnte eine Gründachanlage eine gute Wahl für Sie sein. Aber denken Sie daran, dass jede Situation einzigartig ist und es immer wichtig ist, alle Faktoren sorgfältig zu prüfen.

Tipp: das folgende Video von EigenWatt gibt eine gute Erklärung zum ganzen Themenkomplex.

4. Installation der Flachdach oder Gründach-Anlage

Jetzt möchten wir noch kurz darauf eingehen, wie Sie eine Photovoltaik-Anlage auf dem Flachdach installieren und wie eine Begrünung erfolgt. 

Zuerst zur Begrünung - die wichtigsten Schritte zur Begrünung sind:

1. Dachinspektion: Überprüfen Sie das Flachdach auf mögliche Undichtigkeiten, Schäden oder strukturelle Probleme. Stellen Sie sicher, dass das Dach in einem guten Zustand ist und ausreichend Tragfähigkeit für die Begrünung hat.

2. Abdichtung und Drainage: Stellen Sie sicher, dass das Dach ordnungsgemäß abgedichtet ist, um das Eindringen von Wasser zu verhindern. Installieren Sie eine geeignete Drainageschicht, um überschüssiges Wasser abzuführen und Staunässe zu vermeiden.

3. Wurzelschutz und Filterschicht: Legen Sie eine Wurzelschutzschicht auf dem Dach an, um das Eindringen von Wurzeln in die Dachabdichtung zu verhindern. Darüber hinaus kann eine Filterschicht verwendet werden, um das Eindringen von Feinpartikeln in die Drainageschicht zu reduzieren.

4. Substratschicht: Bringen Sie eine ausreichend dicke Substratschicht auf dem Dach an, die für das Pflanzenwachstum geeignet ist. Das Substrat sollte ausreichend Nährstoffe enthalten und gleichzeitig gute Wasserspeichereigenschaften aufweisen.

5. Bepflanzung: Wählen Sie geeignete Pflanzenarten für die Dachbegrünung aus, die den örtlichen klimatischen Bedingungen, der Sonneneinstrahlung und dem Wasserbedarf entsprechen. Pflanzen Sie die Vegetation in regelmäßigen Abständen auf dem Substrat und stellen Sie sicher, dass sie ordnungsgemäß bewässert und gepflegt werden.

6. Wartung: Regelmäßige Wartung und Pflege der Dachbegrünung sind wichtig, um sicherzustellen, dass die Pflanzen gesund bleiben und das Dach in gutem Zustand bleibt. Dazu gehören Bewässerung, Unkrautbekämpfung, Düngung und gegebenenfalls Rückschnitt.

Die generellen Schritte zur Installation einer Photovoltaik-Anlage auf dem Flachdach sind:

1. Planung: Zuerst müssen Sie herausfinden, wie groß Ihre Anlage sein soll und wie viel Strom sie produzieren soll. Hier können Sie sich von einem Fachmann beraten lassen.

2. Genehmigung: Dann müssen Sie prüfen, ob Sie eine Baugenehmigung benötigen. Das hängt von den örtlichen Bestimmungen ab.

3. Auswahl und Kauf der Komponenten: Sie müssen die passenden Solarzellen, Wechselrichter und gegebenenfalls Speichergeräte auswählen und kaufen.

4. Installation: Nun werden die Aufständerung und Solarmodule auf Ihrem Flachdach und die Technik im Haus installiert.

5. Anschluss ans Netz: Die Anlage wird an das Stromnetz angeschlossen. 

6. Inbetriebnahme und Wartung: Nach der Installation sollten Sie sicherstellen, dass Ihre Anlage ordnungsgemäß funktioniert und regelmäßig gewartet wird.

5. Gründach-Photovoltaikanlagen und die Zukunft der Städte

Die Zukunft der Energieversorgung wird immer grüner und Photovoltaik spielt dabei eine entscheidende Rolle. Insbesondere die Kombination von Photovoltaik und Gründächern bietet großes Potenzial. Durch die Nutzung der Dachflächen für die Energieproduktion und gleichzeitige Dachbegrünung entsteht ein Win-Win für Mensch und Umwelt. Flachdächer bieten dabei durch ihre große, ungenutzte Fläche und die Möglichkeit einer optimalen Ausrichtung der Solarmodule ideale Bedingungen für die Photovoltaik. Gründächer tragen zusätzlich zur Verbesserung des Stadtklimas und zur Isolation des Gebäudes bei. Somit haben sie sowohl ökonomische als auch ökologische Vorteile.

In den letzten Jahren wurde weiter daran geforscht, inwieweit die Nutzung von Gründächern in Kombination mit PV einen Vorteil bringt. Wenn Sie weitere Informationen interessieren, empfehlen wir folgende Studien:

• "Photovoltaic-green roofs: An experimental evaluation of system performance"  https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S030626191301026X 

• "Photovoltaic-green roofs: A review of benefits, limitations, and trends" https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0038092X20302280 

Zum Schluss lassen wir noch einmal Revue passieren: Mit einer Photovoltaik-Gründachanlage auf Ihrem Flachdach können Sie Stromkosten sparen und gleichzeitig einen Beitrag zur Verbesserung des Stadtklimas leisten. Sie haben die Wahl zwischen verschiedenen Gestaltungsmöglichkeiten, je nachdem, welche Prioritäten Sie setzen. Berücksichtigen Sie dabei die Faktoren wie Dachzustand, Budget und Umweltauswirkungen. Fördermittel können Ihnen dabei helfen, Ihre Photovoltaik-Anlage zu finanzieren. Halten Sie Ausschau nach den neuesten Entwicklungen in der Photovoltaik, denn die Zukunft sieht grün und sonnig aus!