Solarzellen kompakt in Ziegelgröße//Foto: Marie Louise

Dachziegel erzeugt Solarstrom

07.08.2017//Solarmodule auf dem Dach sind zwar sehr leistungsfähig, jedoch können sie das Gesamtbild des Hauses stören. Nun bieten Solarziegel eine Alternative. Sie können das Solarpanel ablösen und sind unauffälliger auf dem Dach. Technikjournal hat bei Experten nachgefragt, ob Solarziegel eine echte Alternative sind, oder nur durch gutes Marketing wieder im Fokus stehen. // Von Jennifer Winter und Marie Louise Franz

Tesla und Solarcity haben in Zusammenarbeit das neue Solar-Dachziegelsystem „Solar Roof“ entwickelt. Es handelt sich um Solarzellen, die in Dachschindeln eingebaut sind. Diese Solaranlage soll nicht nur eine leistungsfähigere sondern auch ansehnlichere Alternative zu herkömmlichen Anlagen auf privaten Dächern sein. Laut des Onlineblogs Electrek sind sie in den USA seit Mai 2017 auf dem Markt und bereits bis Mitte 2018 ausverkauft.

Der Blickwinkel ist entscheidend

Das Besondere an Solar-Dachziegeln ist der kleinere Aufbau des Solarpanels und die Integration in die Dachziegel. In dem Model von Tesla und Solarcity besteht ein solcher Ziegel aus einem Gestell mit montierten Solarzellen und einer darüber liegenden Schicht aus eingefärbtem und marmoriertem Glas. Bei direkter Sonneneinstrahlung dringt die Sonne durch das Glas und erreicht die Solarzellen. Laut Tesla kann das Solarsystem allerdings aus einem anderen Blickwinkel nicht erkannt werden. Das Dach wird wie ein Dachschindeldach wahrgenommen. Somit gibt es von der Straße aus keine störenden Faktoren bei der Ansicht des Daches.

Im Werbevideo Tesla stellt die Solarziegel vor

Video: Zusammenfassung der Produkt-Vorstellung „Powerwall2 & Solar Roof“ von Elon Musk (CEO Tesla, Vorsitzender SolarCity) // Video: CNET

Zwei Jahrzehnte Forschung

Tesla ist nicht die erste Firma, die versucht Solarzellen in die Bauweise des Hauses zu integrieren. Schon vor 20 Jahren wurde an Building-Integrated Photovoltaics, kurz BIP, geforscht und getestet. Viele Firmen haben bereits Solarschindeln, Solarfassaden und Fensterbeschichtungen entwickelt, die das Haus trotz eingebautem Solarmodul ansehnlich machen sollen. Auch die Gestelle für ein herkömmliches Solarpanel werden immer dünner und teils in das Dach eingesenkt, sodass ein ebenes Gesamtbild entsteht.

Viele Stecker, viele Probleme

Die Solar-Dachziegel bringen einige Schwierigkeiten mit sich. Durch eine zu hohe Sonneneinstrahlung kann sich das Dach überhitzen. Dies hat eine geringere Leistung zu Folge. Des Weiteren wird die Anbringung der Solarziegel auf dem Dach erschwert. Durch die hohe Anzahl der kleinflächigen Solarmodule ist es aufwendig, diese mit Steckern elektrisch zu verbinden. Rainer Merz, Professor für "Gleichstromtechnik und Solare Energienutzung" an der Hochschule Karlsruhe Technik und Wirtschaft, ist der Ansicht: „Durch viele Verschaltungen der kleinen Solarzellen kann es zu einem Energieverlust kommen.“ Bei der Installation und Montage der vielen Komponenten könnten schnell Fehler entstehen. Im Schaltkreis könnten häufiger einzelne Komponenten falsch angebracht werden. Diese Komplikationen und die damit verbundenen höheren Kosten hätten zur Folge, dass sich das Solarsystem der Solarziegel in Deutschland noch nicht verbreite und nicht bei der Mehrheit der Kunden anerkannt werde.

Thomas Kirchartz, Abteilungsleiter des Fachgebiets "Organische und Hybridsolarzellen" am Forschungszentrum Jülich im Institut für Energie- und Klimaforschung denkt in eine andere Richtung: „Die Integration von Ziegel und Solarmodul ist schwierig. Deshalb wird eher versucht die Dachelemente an die Größe des Moduls anzupassen, also, dass die Solarmodule flächenbündig in das Dach mit eingebaut werden.“

Interview zur Leistungsfähigkeit und Zukunftsaussicht der Solar-Dachziegel

Prof. Dieter Franke//Foto: Marie Louise Franz

Dr. Dieter Franke, Professor für Nachhaltige Ingenieurwissenschaft, insbesondere Energieeffizienz und Regenerative Energien an der Hochschule Bonn-Rhein-Sieg sagt:

"Wenn Sie dreihundert Bauteile verschalten, ist die Fehleranfälligkeit viel größer, als wenn Sie nur fünf miteinander verschalten."

 

Interview zu Problemen und Optik der Solar-Dachziegel

Solarexperte Daniel Beforth//Foto: Marie Louise Franz

Daniel Beforth, Sachverständiger für Photovoltaikanlagen, TÜV Rheinland, und Leiter der Wierig Solar AG sagt:

"Um die gleiche Leistung, wie bei einem Standardmodul zu erreichen, müssen sie zehn Ziegel eindecken"

Sehen Sie Probleme in der Anbringung der Solarziegel für Dachdecker? Muss dafür eine spezielle Ausbildung gemacht werden?

Da die Ziegel oder Solarmodule miteinander verschaltet werden müssen, ist es eine Gleichstromanwendung. Solche Anwendungen dürfen nur von einem Elektriker oder einer speziell ausgebildeten Person durchgeführt werden.
Darüber hinaus gibt es noch das Problem, dass Photovoltaikanlagen nur auf nichtbrennenden Untergründen, wie zum Beispiel Dächern mit Ziegeln integriert werden können. Sonst ist ein Brandschutzproblem vorhanden.

Inwiefern verbessern die Solarziegel die Ästhetik des Hauses?

Grundsätzlich fügt sich ein Solarziegel besser in das Erscheinungsbild ein als ein normales Solarmodul. Allerdings gibt es nicht viele Möglichkeiten, Photovoltaik nicht klar sichtbar zu machen. Das Problem bei der Ziegelmethode ist, dass nicht viele Solarzellen auf einem Ziegel untergebracht werden können.

Kennen Sie Alternativen, die ästhetischer sind?

Die Vollintegration ist eine andere Alternative, dabei wird das Solarmodul flächenbündig in das Dach eingesetzt. Diese Lösung ist auch als BIP-Lösung bekannt und wurde jahrelang in Italien und Frankreich gefördert.

Welches Solarsystem ist am besten für ein privates Hausdach?

Ich sehe die gebäudeintegrierte Lösung als die Schönste und auch die mit den besten Zukunftschancen an.
Also, dass die Modelle in das Dach flächenbündig eingesetzt werden und auch so, dass diese an das Dach angepasst werden. Dass die Solarmodule zum Beispiel die gleiche Größe wie Fenster haben und auch auf die gleiche Höhe angebracht werden.
Diese Lösung ist allerdings im Sanierungsbereich schlecht geeignet und sollte eher im Neubau angewendet werden. Für die nachträgliche Anbringung sind eher die klassischen aufsetzbaren Module am sinnvollsten und am wirtschaftlichsten.

Marie Louise Franz

Marie Louise Franz

Jennifer Winter

Jennifer Winter

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