Steigende Energiepreise, knapper werdende Rohstoffe und ein wachsendes Bewusstsein für den Umweltschutz sind vermutlich die Hauptgründe dafür, dass regenerative Energien zunehmend beliebter werden. So machen beispielsweise Solarzellen auf dem Dach die Sonnenenergie in Form von Strom nutzbar. Gleichzeitig sorgen Steuervorteile über den Wegfall der Mehrwertsteuer für attraktive finanzielle Anreize, um nachhaltig Strom zu erzeugen. In diesem Beitrag erfahren Sie alles Wichtige rund um die Technik, die Installation und die Vorteile von Solarzellen auf dem Dach.
Was sind Solarzellen und wie funktionieren sie?
Vereinfacht gesagt sind Solarzellen elektronische Bauteile, die Sonnenlicht in Strom umwandeln. Diesen Vorgang bezeichnet man als Photovoltaik. Ein anderer Begriff, der oft synonym verwendet wird, ist Solarmodul. Als Solarkollektor oder nur Kollektor bezeichnet man im Unterschied dazu meist Bauteile, die für die Solarthermie verwendet werden. Sie wandeln die Sonnenenergie in Wärme um, die beispielsweise für die Heizung oder Warmwasserbereitung genutzt werden kann.
Aufbau und Funktionsweise von Solarzellen
Solarzellen bestehen aus Halbleitermaterialien, meist Silizium, und wandeln Sonnenlicht direkt in elektrische Energie um. Wenn Licht auf die Solarzelle trifft, werden Elektronen im Halbleitermaterial angeregt und es entsteht eine elektrische Spannung. Diese Spannung kann über Kontakte abgeführt und als Strom genutzt werden.
Solarzellen und Solarmodule
Werden mehrere Solarzellen in einem Verbund zusammengeschaltet, spricht man von einem Solarmodul. Mehrere Solarmodule ergeben wiederum, zusammen mit weiteren Komponenten, wie einem Wechselrichter und gegebenenfalls einem oder mehreren Batteriespeichern, eine Solar- oder Photovoltaikanlage (kurz: PVA). Ein Solarmodul ist in unterschiedlichen Größen und Leistungsklassen erhältlich. Es enthält in der Regel jedoch 60 bis 72 Solarzellen und erzeugt etwa 250 bis 400 Watt Leistung. Die Module werden zumeist durch eine Schutzschicht aus Glas und einen stabilen Aluminiumrahmen geschützt und auf dem Dach montiert.
Verschiedene Arten von Solarzellen für Dächer
Auf Dächern kommen hauptsächlich drei Arten von Solarzellen zum Einsatz:
- Monokristalline Solarzellen: Sie zeichnen sich durch ihren hohen Wirkungsgrad bis zu 22 Prozent aus. Dadurch sind sie ideal bei begrenztem Platz.
- Polykristalline Solarzellen: Sie sind etwas günstiger als ihre monokristallinen Verwandten, haben dafür aber auch eine geringere Energieeffizienz.
- Dünnschicht-Solarzellen: Im Gegensatz zu den beiden oben genannten, sogenannten Dickschicht-Solarzellen sind diese Solarzellen besonders flexibel und leicht. Oft bestehen sie aus amorphem Silizium oder anderen Halbleitermaterialien, zum Beispiel aus Kohlenwasserstoffverbindungen. Sie sind in der Regel günstiger zu produzieren und sind effizienter in Sachen Verschattungen und Schwachlichtbedingungen. Allerdings haben diese Zellen insgesamt eine deutlich geringere Energieausbeute und kürzere Lebensdauer.
Solarzellen auf dem Dach: Montage und Integration
Je nach Art der Solarzellen bzw. Solarmodule unterscheiden sich auch die Arten der Installation und der Verbindung mit dem Dach.
Aufdach-Montage von Solarzellen
Bei der Aufdach-Montage werden die Solarmodule auf eine Unterkonstruktion montiert, die über der bestehenden Dachdeckung befestigt ist. Diese Methode ist einfach umzusetzen, kostengünstig und bei Bestandsbauten besonders beliebt.
Dachintegrierte Solarzellen als Alternative
Eine ästhetisch ansprechende Alternative ist die dachintegrierte Lösung, PV-Indach, bei der die Solarzellen in eine Eindeckung mit herkömmlichen Dachziegeln integriert werden. Diese Systeme eignen sich bei Neubauten oder Dachsanierungen.
Moderne Variante. Das Solardach
Eine besonders innovative Alternative zur Aufdach- oder Indach-Montage ist das Solardach. Hier wird die Dachhaut selbst komplett zur Solaranlage. Detailliertere Informationen finden Sie unten.
Voraussetzungen für die Installation von Solarzellen auf dem Dach
Damit die Solarmodule den größtmöglichen Nutzen bringen, sollten schon bei der Plannung mehrere Faktoren beachtet werden:
- Ausrichtung des Dachs: Idealerweise gen Süden, das ist aber für moderne Solarzellen nicht mehr unbedingt erforderlich.
- Tragfähigkeit des Dachs: Hier sollte gegebenenfalls ein Statiker zurate gezogen werden. Solarmodule sind keine Leichtgewichte, daher muss sichergestellt sein, dass die Statik des Dachs das zusätzliche Gewicht tragen kann. Ist dies nicht der Fall, muss der Dachstuhl vor der Installation der Solarzellen ertüchtigt, also verstärkt werden.
- Verschattung: Die Dachfläche sollte weitgehend verschattungsfrei sein. Bäume und Nachbarhäuser in unmittelbarer Nähe können den Ertrag einer PV-Anlage erheblich mindern!
- Genehmigungen: Je nach lokaler Bauordnung kann es notwendig sein, vor Beginn der Installation eine entsprechende Genehmigung einzuholen. Das gilt insbesondere für denkmalgeschützt Gebäude.
Die fachgerechte Montage von Solaranlagen auf verschiedenen Dachtypen erläutern wir ausführlich in diesem Artikel.
Vorteile und Herausforderungen von Solarzellen auf dem Dach
Eine Photovoltaikanlage auf dem eigenen Dach hat diverse Vorteile – man denke nur an die Kostenersparnis beim Strom oder an den Nutzen für die Umwelt. Doch was ist mit Nachteilen? Können Solarzellen auf dem Dach auch Probleme mit sich bringen?
Energiegewinnung durch Solarzellen auf dem Dach
Ein durchschnittliches Einfamilienhaus mit 30 Quadratmeter Modulfläche kann jährlich etwa 4000 bis 6000 kWh Strom erzeugen – genug, um den Eigenbedarf weitgehend zu decken und Überschüsse ins Netz einzuspeisen. Das macht einen Zukauf von teurer oder im Preis stark schwankender Energie weitgehend überflüssig. Ein klares Plus also!
Gesundheitliche Aspekte: Sind Solarzellen gesundheitsschädlich?
Solarzellen gelten als gesundheitlich unbedenklich. Es entstehen keine schädlichen Emissionen, Strahlungen oder Geräusche. Die Module enthalten allerdings elektronische Komponenten, die bei unsachgemäßer Entsorgung Umweltprobleme verursachen können. Wichtig ist eine fachgerechte Installation durch einen zertifizierten Dachdeckerbetrieb und nach Ablauf der Lebensdauer der Solarzellen deren ebenso fachgerechte Entsorgung. Den passenden Dachdecker in Ihrer Nähe finden Sie übrigens in unserer Handwerkersuche!
Solarzellen im Vergleich zu anderen Solartechnologien
Im Gegensatz zur Solarthermie, die Wärme zur Wasser- oder Heizungsunterstützung erzeugt, liefern Solarzellen Strom. Beide Systeme können sich sinnvoll ergänzen. In der Regel ist davon auszugehen, dass im Vergleich beider Technologien die Photovoltaik mehr Flexibilität und höhere Wirtschaftlichkeit durch Einspeisung ins Netz oder Eigenverbrauch mit Speicherlösungen und einer Wallbox für das E-Auto bietet.
Innovative Lösungen: Solarzellen als Teil des Daches
Gerade wenn Sie neu bauen oder aber von Grund auf renovieren, und wenn Sie es gerne modern und ästhetisch ansprechend mögen, sind innovative PV-Lösungen vielleicht das Richtige für Sie. Wir stellen Ihnen zwei Varianten vor.
Solardachziegel mit integrierten Solarzellen
Solardachziegel, auch PV-Indach-Module genannt, sind Dachziegel und Solarzelle in einem. Sie kombinieren also die Funktionen von Dachdeckung und Stromerzeugung und sind optisch kaum von klassischen Ziegeln zu unterscheiden. Klassische Dachziegel und PV-Indach-Module lassen sich bei einer Eindeckung so verbinden, dass ein einheitliches Dachbild entsteht.
Vollflächige Solardächer mit Solarzellentechnologie
Vollflächige Solardächer ersetzen die gesamte Dachfläche durch Photovoltaik-Elemente, die Solarzelle selbst wird hier zur Eindeckung, es werden keine klassischen Dachziegel mehr verwendet. Komplette Solardächer bieten maximale Stromerzeugung und ein futuristisches Design, sind aber in der Regel kostenintensiver als konventionelle Lösungen.
FAQ: Häufig gestellte Fragen zu Solarzellen auf dem Dach
Lohnen sich Solarzellen auf dem Dach?
Ja, insbesondere bei steigenden Strompreisen und Steuererleichterungen lohnt sich die Investition langfristig. Die Amortisationszeit für PV-Anlagen liegt aktuell zwischen acht und 14 Jahren. Dieser Zeitraum kann aber je nach Steuerersparnis, Investitionskosten, etwa ein zusätzlicher Speicher, und Größe der Anlage variieren.
Was kosten Solarzellen für ein Dach?
Die Kosten sind von diversen Faktoren abhängig, darunter Material der Solarzellen, Art und Größe der Anlage, Installationssituation vor Ort oder Arbeitsstunden. Über unsere Dachdeckersuche können Sie entweder einen passenden Fachbetrieb in Ihrer Nähe aussuchen – oder Sie registrieren sich kostenlos mit wenigen Klicks und erstellen Ihre eigene Ausschreibung, um unverbindliche Angebote zu erhalten. Außerdem finden Sie weiterführende Informationen zu Kosten und der Rentabilität einer kompletten Solaranlage in unserem Ratgeber-Beitrag.
Wie werden Solarzellen auf dem Dach montiert?
Die Montage erfolgt durch spezialisierte Fachbetriebe. Bei Neubau oder Dachsanierung wird zuerst die Unterkonstruktion angebracht, dann die Module installiert und verkabelt. Ein Wechselrichter wandelt den aus der Sonnenenergie gewonnenen Gleichstrom in netztauglichen Wechselstrom um. Wird auf eine PV-Anlage auf ein bestehendes Dach aufgeständert, dürfen nicht nur Dachdecker, sondern auch Solateure diese Aufträge übernehmen. Aber Vorsicht: Für die Befestigung der Module ist ein Eingriff in die Dachhaut notwendig. Und Solateure müssen von der Qualifikation keine Dachdecker sein. Überlegen Sie also gut, wen Sie an ihr Dach heranlassen oder fragen Sie nach in Sachen Ausbildung.
Sind Solarzellen auf dem Dach gesundheitsschädlich?
Nein. Es gibt keine Hinweise auf gesundheitliche Risiken durch Photovoltaikanlagen. Elektromagnetische Felder sind minimal und liegen weit unter den gesetzlichen Grenzwerten.
