Solarenergie kann uns helfen, die schlimmsten Folgen der Klimakrise abzuwenden. Allerdings brauchen wir dringend deutlich mehr Solarenergie. Der aktuelle Ausbau reicht nicht. Im ersten Halbjahr 2021 waren es zwar laut Bundesnetzagentur 22% mehr Anlagen als im Vorjahreszeitraum. Nach Einschätzung von Marktforschern und Wissenschaftlern müsste die jährlich installierte PV-Leistung jedoch drei- bis viermal so hoch sein. Vor allem von den größeren PV-Anlagen im Bereich 300 bis 750 Kilowatt werden bisher zu wenig installiert.

Mehr Photovoltaikanlagen allein ist allerdings nicht die Lösung. Zum Klimaschutz gehört genauso mehr Ressourceneffizienz. Neue Materialien und Technologien sowie ein besseres Wissen über die optimale Photovoltaik-Installation bergen wichtige leistungssteigernde und klimaschützende Potenziale. Dass Photovoltaikanlagen auf Gründächern den Solarertrag steigern, ist bekannt. Nur warum ist das so? In der Kenntnis der zugrundeliegenden Effekte liegt die Basis einer nachhaltigen Stadtentwicklung.

Wilhelm Oswald, Mieterstrom-Projektleiter beim Ökoenergieversorger Polarstern, ist den Ursachen der Leistungssteigerung von PV-Gründächern in einer Studie an der Wilhelm Büchner Hochschule nachgegangen. Analysiert wurden die Auswirkungen der Dachbegrünung auf den Energieertrag der Photovoltaikanlage und wie diese spezifischer, auch in Abhängigkeit der verwendeten Technologie, quantifiziert werden können.

Vorteile durch Kühlung, Staubabsorption und Reflexionsverhalten

Die Bepflanzung der Dächer senkt nicht nur die Umgebungstemperatur, sie verbessert auch die Leistungsfähigkeit der PV-Module. Dazu führt die Kombination aus Transpiration und Verdunstung, die sogenannte Evapotranspiration, über das Blattwerk sowie der Schattenwurf und die Lichtabsorption zur Photosynthese.

Mit ihrem Blattwerk absorbieren die Pflanzen außerdem Feinstaub, der andernfalls die PV-Module verschmutzt, ihre Reflexionsfähigkeit und damit ihre Leistung beeinträchtigt. Je größer die Blattfläche und die Resistenz der Pflanzen gegenüber Staub ist, umso stärker ist dieser Effekt.

Eine spezielle Wirkung zeigt sich beim Albedowert des Gründaches, sprich dem Verhältnis des zurückgestrahlten und einfallenden Lichts. Denn die Blätter reflektieren Licht, das nicht direkt auf die Photovoltaikmodule trifft und erhöhen so den Anteil der nutzbaren Strahlung des Sonnenspektrums. Mit dieser Schwachlichtstrahlung können besonders Dünnschichtmodule höhere Leistungen erzielen. Einige Feldstudien kommen beim Vergleich von Grün- und Kiesdach gar zu einer um bis zu 32% höheren Einstrahlung.

Alles in allem steigern die Effekte von PV-Gründächern sowohl direkt den Energieertrag der PV-Anlage, als auch den Klimaschutz in der Stadt. Schließlich senkt die Verdunstungskälte der Pflanzen auf den Gründächern unmittelbar die Umgebungstemperatur und wirkt sich damit auf das Klima in den Städten aus, die mit zunehmender Hitze zu kämpfen haben. Genauso helfen Gründächer auch bei starkem Regen. Ihre Wasser-Speicherkapazität durch die Bodenwanne der Gründächer ist versiegelten Flächen klar überlegen.

Materialeinsatz verbessert die Ressourceneffizienz

Die verwendeten Materialien der Anlagentechnik können wiederum die Ressourceneffizienz verbessern. Es gibt bereits Grundplatten aus 95% Recycling PE-Kunststoffen. Auch das Dachsubstrat kann auf 75% regional gesammelten und aufbereiteten Dachziegeln basieren, wie das Beispiel der Firma Contec zeigt.

Beim Ausbau erneuerbarer Energien dürfen wir also nicht allein an immer neue Anlagentechnik denken. Auch die Leistungssteigerung, Modernisierung und Verknüpfung bestehender Technik ist wichtig, genauso wie die Art und Weise der Installation neuer Anlagen. Wer weiß, welche Effekte den Solarertrag und den Klimaschutz steigern, der kann diese gezielt optimieren oder das bestmögliche Installationsumfeld und -konzept schaffen.

Quellen / Weiterlesen

Photovoltaik-Ausbau 22 Prozent über Vorjahr | BSW
Zusammenfassung der Studie durch Wilhelm Oswald, Mieterstrom-Projektmanager bei Polarstern
Bildquelle: flickrFrerk Meyer

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    Manuel Thielmann arbeitet in der Geschäftsentwicklung von Polarstern. Er ist Ansprechpartner für die konzeptionelle Entwicklung und die praktische Umsetzung von Eigenstrom- und Mieterstromprojekten in ganz Deutschland. Sein Schwerpunkt ist die Integration verschiedener Energie- und Speichertechniken in dezentrale Energiekonzepte. Zuletzt hat er u.a. am Lehrstuhl für Elektrische Energiespeichertechnik der TU München die Integration von Batteriespeichern in Mehrfamilienhäusern erforscht.

    2 KOMMENTARE

    1. Das ist doch alles grober Unfug.

      Obwohl der jährliche CO2-Ausstoß Deutschlands seit Einführung des EEG, also seit dem Jahr 2000, von 871,32 Megatonnen auf 702,60 Megatonnen im Jahr 2019 gesunken ist, ist er im selben Zeitraum global von 25.699,80 Megatonnen auf 38.016,57 Megatonnen gestiegen.

      Allein der CO2-Ausstoß Chinas ist allein von 2018 auf 2019 von 11.157,07 Megatonnen auf 11.535,20 Megatonnen pro Jahr gestiegen (2000 lag er noch bei 3.682,48 Megatonnen). In einem Jahr hat China also 53,8 % des gesamten CO2-Ausstoßes von Deutschland zusätzlich produziert. Selbst wenn wir unseren CO2-Ausstoß sofort vollständig beenden würden (uns also auf Steinzeitniveau zurückbegeben) hat China diesen Effekt nach maximal zwei Jahren kompensiert.

      Und dabei rede ich noch gar nicht davon, dass China auch außerhalb der eigenen Grenzen tätig ist. Aktuell errichtet China global jede Menge Kohlekraftwerke. Es profitiert dabei insbesondere davon, dass der Westen ihnen diesen Markt kampflos zum Geschenk gemacht hat. (Das selbe machen wir ja gerade auch mit unserer Automobilindustrie – denn ’ne Batterie mit einem Elektromotor zusammenklemmen schaffen die Chinesen mindestens genauso gut wie wir – allerdings erheblich billiger, insbesondere wegen den erheblich niedrigeren Umwelt- und Arbeitsstandards.)

      Und hier wird allen ernstes ausgiebig darüber philosophiert, ob wir noch ein paar kWh Zufallsstrom zusätzlich produzieren könnten, wenn auf den Dächern die Ziegel durch englischen Rasen ersetzt würden.

      https://edgar.jrc.ec.europa.eu/report_2020

      https://www.nzz.ch/international/china-ende-der-kohle-finanzierung-im-ausland-bringt-wenig-ld.1647102

    2. Also das Haus auf dem Bild ist ja gerade keine Illustration des Artikel. Zum Einen sieht das eher aus wie Solarthermie (das kann natürlich täuschen), zum Anderen wäre der Ertrag sicher besser, wenn das gesamte Dach zugestellt würde.

      Ich hoffe, das war auch so gedacht, dass die Begrünung unter den aufgefächerten Modulen liegt, so wie Freiflächen-Solaranlagen ja auch Grünland unter sich haben.

      Die unsäglichen Einlassungen des bösartigen Klimatrolls Hentinger braucht man ja nicht weiter zu kommentieren, die entlarven sich ja von selbst als Blödsinn.

      Vielleicht sollte ihm mal jemand erklären, dass man Strom auch speichern kann, das weiß er wohl noch nicht.

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