Unser Ratgeber alles um die Dachziegel

Sonnenenergie anzapfen – das Steildach als Stromsparer

Während die Preise für Heizöl, Gas oder Strom immer neue Gipfel erringen, ist die Sonnenenergie jetzt und in Ewigkeit gratis zu bekommen. Kein Wunder, dass immer mehr Solaranlagen auf Deutschlands Dächern zu sehen sind.

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Dieser Trend wird sich nach der Atomkraftwerk-Katatrophe in Japan noch verstärken. Dabei muss zwischen Solarthermieanlagen und Photovoltaikanlagen unterschieden werden. Photovoltaikanlagen dienen der Erzeugung von Solarstrom, während mit Solarthermieanlagen Solarwärme produziert wird. Der Solarstrom wird im Allgemeinen ins Stromnetz eingespeist und kommt damit allen zu Gute. Die Solarwärme wird nur zur Erwärmung von Brauchwasser und gegebenenfalls zur Heizungsunterstützung verwendet, sie nützt also direkt am Hausbesitzer, denn es lassen sich fossile Brennstoffe wie Öl und Gas einsparen.

Eine Photovoltaikanlage für das Dach

Mit einer Photovoltaikanlage lässt sich umweltfreundlicher Solarstrom erzeugen. In der Regel wird dieser Strom ins öffentliche Stromnetz eingespeist. Der Betreiber der Anlage bekommt die Stromabgabe vergütet – und zwar nach den Vorgaben des Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG). Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, den Strom selbst zu nutzen. In diesem Fall wird nur ein eventuell entstehender Strom-Überschuss bezahlt. Landwirtschaftliche Betriebe, zunehmend auch Gewerbebetriebe aller Art, richten auf den großen Dachflächen von Scheunen oder Fertigungshallen eigene „Kraftwerke“ ein.

Einsatzgebiet Garten

Häufig wird der Solarstrom auch dort genutzt, wo kein Stromnetz vorhanden ist. Das können zum Beispiel die Pumpe für den Gartenteich oder auch eine Gartenleuchte oder eine Beleuchtung für den Weg im Vorgarten sein. Hat solch eine Inselanlage noch zusätzlich einen Akku, so ist zudem die Versorgung gesichert, wenn sich die Sonne einmal längere Zeit hinter den Wolken versteckt hat.

Aufbau der Stromanlage

Hauptbestandteil einer Solarstromanlage sind Solarmodule, die zu einem Solargenerator verbunden werden. In den Solarmodulen selbst sind viele kleine Solarzellen, in denen Gleichstrom erzeugt wird. Mit Gleichstrom kann das öffentliche Stromnetz natürlich nichts anfangen, weshalb jede Photovoltaikanlage einen Wechselrichter benötigt. Dieser wandelt den Gleichstrom in Wechselstrom um.

Die Solarmodule können auf unterschiedliche Weise auf dem Dach montiert werden. Bei der Indachmontage sind die Module zwischen den Dachziegeln integriert, während Aufdachkollektoren entweder auf einem Flachdach aufgeständert oder mittels Schienensystem auf einem Gefälledach montiert werden. Darüber hinaus können die Solarmodule noch an der Fassade angebracht oder frei aufgestellt werden. Wie auch immer die Module montiert werden, mehr als ein, zwei Tage sollte der Aufbau nicht dauern.

Platzierung und Ausrichtung der Anlage

Die Installation der Photovoltaikanlage kann überall dort erfolgen, wo genügend Sonne hinscheint. Schattige Plätze sollten vermieden werden. Wirft Nachbars Haus den ganzen Tag seinen Schatten auf das Dach, kann niemals genügend Strom produziert werden, damit sich die ganze Sache rentiert. Kann die Sonne hingegen ungehindert auf ein nach Süden geneigtes Dach scheinen, ist alles optimal. Liegt die Dachfläche nach Südosten oder Südwesten, ist die Ausbeute geringer, aber immer noch akzeptabel.

Die optimale Dachneigung bzw. Kollektorneigung beträgt 30°, wobei alles zwischen 25° und 60° in Ordnung ist. Wer sich für eine Photovoltaikanlage entscheidet, sollte nicht unbedingt darauf schauen, wie viel Strom er gerne produzieren würde, sondern darauf, wie viel Platz überhaupt vorhanden ist. Pro 1.000 Watt Nennleistung benötigt eine solche Anlage etwa neun Quadratmeter Dachfläche. Daraus lässt sich ein Energieertrag von etwa 800 kWh im Jahr generieren. Bei einem derzeitigen Preis von 34,05 Cent (Stand Frühjahr 2011) bringt das im Jahr etwa 272 Euro ein. Da Photovoltaikanlagen in der Regel jedoch größer sind, ist der Ertrag natürlich auch um einiges höher.

Anschaffung einer Photovoltaikanlage

Es stellt sich also die Frage, ob sich das Ganze insgesamt finanziell lohnt. Wobei natürlich immer auch der Umweltaspekt berücksichtigt werden muss. Experten gehen davon aus, dass eine Photovoltaikanlage eine Lebensdauer von 30 bis 40 Jahren besitzt. Da die Anlage relativ wartungsarm ist, schlagen hauptsächlich die Investitionskosten zu Buche. Lediglich der Wechselrichter muss alle zehn Jahre ausgetauscht werden. Bei den Anschaffungskosten muss man derzeit mit 3.000 Euro pro 1.000 Watt Nennleistung rechnen (Stand 2011). Mit den jährlichen Einnahmen von 272 Euro hätte sich der Stromerzeuger dann nach 11 bis 12 Jahren amortisiert.

In der Regel ist für die Errichtung einer Photovoltaikanlage keine Genehmigung notwendig. Wer jedoch zum Beispiel in einem denkmalgeschützten Gebäude wohnt, muss damit rechnen, dass die Baubehörde ihr Veto einlegt. Auch andere Gründe können einer Photovoltaikanlage entgegenstehen. Eine Nachfrage beim zuständigen Bauamt kann daher nicht schaden.

Eine Solarthermie auf dem Dach

Mit einer Solarthermie auf dem Dach wird das Brauchwasser mit Hilfe der Sonne erwärmt. Vereinfacht gesagt: Das Wasser fürs Vollbad wird zum Großteil von der Sonne erhitzt. Zusätzlich kann die Solarwärme auch zur Heizungsunterstützung eingesetzt werden.

Aufbau der Solarthermieanlage

Damit das funktionieren kann, sind Kollektoren notwendig – und zwar Flachkollektoren oder Vakuumkollektoren. Flachkollektoren sind etwa 30 Prozent günstiger als Vakuumkollektoren, die aber dadurch punkten können, dass sie weniger Platz benötigen. Neben den Sonnenkollektoren benötigt eine Solarwärme-Anlage noch eine Regeleinheit mit Pumpe und einen gut gedämmten Warmwasserspeicher. So ausgerüstet, kann eine Anlage etwa 60 Prozent des benötigten Wassers zum Waschen oder Duschen erwärmen. In der warmen Jahreszeit von Mai bis September wird sogar das ganze Warmwasser mit Hilfe der Sonne erzeugt, lediglich im Winter muss die Heizung unterstützend eingreifen.

Platzierung und Ausrichtung der Anlage

Damit dies alles auch so funktioniert, wie man es sich vorstellt, ist die Wahl des Standortes von wichtiger Bedeutung. Bei Dachflächen, die von Südost bis Südwest ausgerichtet sind und auf die kein Dauerschatten fällt, liegt man sozusagen auf der Sonnenseite der Energiegewinnung. Optimal ist zudem, wenn die Dachfläche zwischen 20° und 60° geneigt ist. Dann ist die höchste Sonnenausbeute zu erwarten. Liegt das Dach nach Westen oder Osten, muss die Kollektorfläche vergrößert werden, die ansonsten bei einem bis eineinhalb Quadratmeter pro Person im Haushalt liegt. Wo die Anlage in Deutschland errichtet wird, ist hingegen relativ egal. Ob im Norden, Süden, Osten oder Westen – eine Solarthermie lässt sich in allen Regionen Deutschlands sinnvoll betreiben.

Heizungsunterstützung

Insbesondere bei Neubauten mit guten Dämmwerten werden Solaranlagen auch für die Heizungsunterstützung eingesetzt. Diese Anlagen können aber natürlich auch bei der energetischen Sanierung von einem Altbau sinnvoll sein. Eine konventionelle Heizung lässt sich dadurch jedoch noch nicht ersetzen, da vor allem im Winter die Sonnenkraft nicht ausreicht, das Haus vollständig zu beheizen. Im Frühjahr oder Herbst kommt eine Solarthermie mit Heizungsunterstützung jedoch ohne fremde Hilfe aus.

Solche Solarwärmeanlagen brauchen mehr Kollektorfläche als herkömmliche Anlagen. Zudem wird ein spezieller Speicher notwendig und der Preis ist fast doppelt so hoch. Für eine Solarthermie mit Brauchwassererwärmung sind etwa 5.000 Euro zu bezahlen (bei einem 4-Personen-Haushalt), die zusätzliche Heizungsunterstützung schlägt mit bis zu 10.000 Euro zu Buche.