Die dezentrale Energiewende in Städten kommt ganz langsam in Fahrt. Der Ausbau der Photovoltaik geht voran. Doch die Hauseigentümer stehen nicht selten vor der Frage, ob sie sich für eine Begrünung des Daches oder die Installation einer Solaranlage entscheiden sollen. Die perfekte Lösung ist die Kombination aus beidem. Das belegt eine Studie, die Wilhelm Oswald, Projektmanager des Ökostromanbieters Polarstern, zusammen mit Forschern der Wilhelm Büchner Hochschule mit Sitz in Darmstadt durchgeführt hat.
Mehr Pflanzen erhöhen den Effekt
Das Ergebnis: Mit einer Solaranlage auf Gründächern lässt sich die Photovoltaikleistung im Vergleich zu einem Generator auf einem unbegrünten Dach um über acht Prozent steigern. Oswald führt das auf den kühlenden Effekt durch Transpiration und Verdunstung über die Pflanzen, deren Fähigkeit zur Staubabsorption und die diffuse Reflexion des Sonnenlichts durch das Blattwerk zurück. Er rät, einen möglichst hohen Pflanzenbedeckungsgrad auf dem Dach anzustreben, um diese Effekte zu stärken.
Doppelte Wirkung für den Klimaschutz
Entsprechend errichtet Polarstern seine Mieterstromanlagen auch bevorzugt auf begrünten Dächern. „Die Umsetzung der dezentralen Energieerzeugung hat einen großen Effekt auf Klima- und Ressourcenschutz. Neben der Energieeffizienz geht es um die Art und Weise der Energiegewinnung und -versorgung, sprich um Technologien und ihre sektorenübergreifende Vernetzung sowie um die verwendeten Materialien“, sagt Florian Henle, Geschäftsführer von Polarstern. „Photovoltaikmieterstrom mit Gründächern bietet viele Vorteile für die Städte und ihre Bewohner.“ Denn die Anlage wirke in doppelter Hinsicht dem Klimawandel, Hitzewellen und Überflutungen entgegen: über die Effekte des Gründachs und der Solarstromerzeugung als Alternative zum Strom aus Kohle- oder Gaskraftwerken.
Gründach senkt Modultemperatur
Schließlich bestehen mit Blick auf das Klima in den Städten und Ballungsräumen zwei Herausforderungen. Einerseits ist es das Stadtklima, das verbessert werden muss. Andererseits steht der Klimawandel als gesellschaftliches Thema ganz oben auf der Agenda.
Die Lösung dafür ist das Gründach mit Photovoltaikanlage. Die Pflanzen senken die Umgebungstemperatur, absorbieren Feinstaub, wovon neben dem Stadtklima auch die Solaranlage profitiert. Denn dadurch sinkt die Modultemperatur. Vor allem kristalline Module haben einen hohen Temperaturkoeffizient. Das bedeutet, dass die Leistung des Moduls sinkt, je wärmer das Paneel wird. Kühlen die Pflanzen die Module, verhindern sie diese Leistungs- und damit auch die Ertragsverluste.
Weniger Staub auf den Modulen
Die Dachbegrünung allein erhöht durch diesen kühlenden Effekt die Leistung der Module um 4,3 Prozent, wie die Forscher in ihrer Studie herausgefunden haben. Je nach Technik und Region kann die Leistungssteigerung sogar bis zu acht Prozent betragen. Entscheidend ist dabei auch der Abstand zwischen Photovoltaikanlage und Gründach – je geringer, desto besser.
Die staubabsorbierende Wirkung der Pflanzen sorgt zudem dafür, dass die Module weniger verschmutzen, was ebenfalls zu steigenden Erträgen führt. Schätzungen zufolge bindet ein Gründach pro Quadratmeter etwa zwei Kilogramm Feinstaub pro Jahr. Je größer die Blattfläche und die Resistenz der Pflanzen gegenüber Staub ist, umso stärker ist dieser Effekt. Die Untersuchungen der Forscher gehen von staubbedingten Energieertragseinbußen in urbanen Regionen von bis zu 30 Prozent aus.
Bis zu 32 Prozent Licht
Außerdem profitiert die Solaranlage davon, dass die Blätter der Pflanzen Licht reflektieren, das nicht direkt auf die Photovoltaikmodule trifft. Sie erhöhen auf dieses Weise den Anteil der nutzbaren Strahlung des Sonnenspektrums. Diese diffuse Reflexion bewirkt eine höhere Schwachlichtstrahlung, die besonders bei Dünnschichtmodulen zu höheren Erträgen führen können. Die Feldstudien kommen zum Ergebnis, dass das Gründach verglichen zu einem Kiesdach die Einstrahlung um bis zu 32 Prozent erhöht, die die Solaranlage zusätzlich nutzen kann.
Biodiversität erhöhen
Die Solaranlage ist wiederum die Lösung, um die globale Klimaerwärmung mit allen ihren Konsequenzen hinsichtlich Wetterextremen zu stoppen. Wenn dieser Solarstrom zudem noch vor Ort verbraucht wird, spart dies sogar noch Netzkapazitäten ein. Im Mehrfamilienhaus ist dies mit Mieterstrom möglich.
Doch auch jenseits der leistungssteigernden Wirkung haben die Gründächer noch Vorteile für as Stadtklima. Denn das Gründach kann Wasser speichern. In der Regel fließt es in eine Bodenwanne. Dadurch wird bei Starkregen die Kanalisation entlastet. Gleichzeitig können sich die Pflanzen auf dem Dach am Wasserspeicher bedienen. Dazu kommt noch, dass Gründächer die Biodiversität in den Städten steigern. Denn dort finden viele Insekten Nahrung und Unterschlupf.
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