// Photovoltaik oder Solarthermie

Passive Solarenergienutzung

• Bezeichnet die direkte Nutzung der Wärmestrahlung für die Temperierung eines Gebäudes ohne weitere Hilfsmittel außer der Gebäudehülle selbst.
• Die Sonnenstrahlen gelangen durch die Fenster in das Gebäudeinnere und heizen es auf.
• Einflussfaktoren hierbei sind unter anderem: Sonnenscheindauer, Orientierung der Verglasung (Südausrichtung bringt am meisten direkte Sonneneinstrahlung) sowie Größe, Verschattung und Gesamtenergiedurchlassgrad der Verglasung.
• Auch die Speicherfähigkeit und der Absorptionsgrad der bestrahlten inneren und äußeren Bauteile haben indirekten Einfluss auf den Ertrag.

→ Passive Solarenergienutzung versucht den Energiebedarf von Gebäuden möglichst gering zu halten.

Aktive Solarenergienutzung

• Bei der aktiven Solarenergienutzung kommen technische Komponenten zum Einsatz.
• Sie kann helfen, den Energiebedarf von Gebäuden zu decken, indem z.B. ein Teil des Trinkwassers vom Solarkollektor und nicht von der Heizungsanlage erwärmt wird.
• Bei der solaren Energiegewinnung unterscheidet man zwei Arten: Solarthermie (Erzeugung von Wärme) und Photovoltaik (Erzeugung von Strom, der unter anderem auch zur Wärmeerzeugung genutzt werden kann).

Photovoltaik

• Bezeichnet die Stromgewinnung durch die Nutzung von Solarenergie.
• Hierfür wandeln Solarzellen einfallendes Sonnenlicht direkt in elektrischen Strom um.
• Solarmodule werden auf Dachflächen als Indach- oder Aufdachanlage sowie an Fassaden angebracht und bestehen aus miteinander verschalteten Solarzellen, die in einem Rahmen eingefasst und mit einer Glasabdeckung versehen sind.
• Inzwischen gibt es auch Lösungen, welche die Funktion von Solarmodul und Dacheindeckungs- / Fassadenelement kombinieren. Man bezeichnet sie als gebäudeintegrierte Photovoltaik (BIPV – engl. building integrated photovoltaic).
• Der erzeugte Solarstrom wird über einen Wechselrichter in das öffentliche Netz der Elektrizitätsversorgung eingespeist.
• Das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) garantiert Abnahme und Vergütung des Stroms durch das örtlich zuständige Energieversorgungsunternehmen.

Solarthermie

• Bezeichnet die Nutzung der Solarenergie zur Erwärmung von Wasser.
• Ein Solarkollektor aus schwarzem Kunststoff oder Metall, wandelt die einfallende Strahlung in Wärme um.
• Diese wird über einen Wärmeträger (wie z.B. Solarflüssigkeit) abtransportiert und erwärmt Wasser in einem Speicher.
• Genutzt wird das Speicherwasser zur Warmwasserbereitung für Trinkwasser und z.B. zum Duschen, Spülen, Baden, etc. oder als Unterstützung der Heizung.
• Ist die solare Wärme aus dem Speicher nicht ausreichend, wird die benötigte Restenergie über ein konventionelles Heizgerät (ÖL, Gas, Pellets, Wärmepumpe…) ergänzt.

• Die Aufstellflächen von Photovoltaik- und Solarthermieanlagen sollte möglichst nach Süden erfolgen. Bei PV-Anlagen ist zudem eine südöstliche und südwestliche Ausrichtung ist möglich.
• Bei der Installation sollte darauf geachtet werden, dass die Anlage weder von Nachbarbauten noch von (noch wachsenden) Bäumen verschattet wird.
• In Deutschland sollte der Neigungswinkel zwischen 20° und 60° betragen, optimal sind 30-35°. Der meiste Ertrag wird erzielt, wenn das Sonnenlicht im rechten Winkel auf die Kollektoren/Module trifft.
• Da die jeweiligen Anlagen schwer sind, muss das Dach ausreichend tragfähig sein.
• Die Größe einer Solarthermieanlage wird auf den Gebäudeenergiebedarf und das Volumen des Wärmespeichers ausgelegt. Aufgrund der Möglichkeit der Überschusseinspeisung besteht diese Limitierung für Photovoltaikanlagen nicht – allerdings sollte für ein gutes Kosten-/Nutzenverhältnis auch hier die Größe der Anlage in Relation zu Verbrauch und ggf. vorhandenem Batteriespeichervolumen stehen.

Aufdachanlage

• Hierbei werden die Solarmodule auf der bestehenden Dacheindeckung installiert.
• Das Dach muss ausreichend tragfähig sein.
• Am besten eignet sich eine Aufdachanlage für Bestandsbauten und das Nachrüsten auf bestehenden Dächern.
• Ihre Befestigungen darf die Dacheindeckung nicht beschädigen, worauf bereits bei der Planung geachtet werden sollte.

Indachanlage

• Indachanlagen sind Einbauteile und werden mithilfe von i.d.R. metallischen Eindeckrahmen in die Dacheindeckung integriert.
• Sie verfügen über eine separate wasserführende Ebene und benötigen ergänzende Zusatzmaßnahmen zur Regensicherheit.
• Am besten eignet sich eine Indachanlage für Neubauten – inzwischen gibt es jedoch auch Indachlösungen für den (denkmalgeschützten) Bestand.

#Gebäudeintegriert (BIPV)

• Wird auch BIPV – engl. building integrated photovoltaic – genannt.
• Die gebäudeintegrierte Photovoltaik kombiniert Anforderungen und Funktion von Dacheindeckungs- und Fassadenelementen sowie PV-Modulen in einem Bauteil. Das PV-Element ist gleichzeitig Teil einer vollfunktionsfähigen Gebäudehülle.
• Die Photovoltaik liegt hierbei in einer Linie mit dem Gebäudeumriss, wodurch sie unauffällig ist und sich für den Denkmalschutz eignet.
• Ein doppelter Materialaufwand aus Gebäudehülle + Aufdach PV oder Indach PV mit zusätzlicher wasserführender Ebene wird vermieden.
• BIPV-Elemente gibt es in verschiedenen Farben um gestalterischen Ansprüchen und/oder Anforderungen aus der Denkmalpflege gerecht zu werden.