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Photovoltaikanlage und Gründach clever kombinieren

PV auf extensiver Begrünung
Quelle: BauderSOLAR

Gründächer bieten eine ästhetische und nachhaltige Möglichkeit, der Flächenversiegelung durch Wohngebäude entgegenzuwirken. Sie sind nützlich, weil sie

  • das Mikroklima des Gebäudes positiv beeinflussen,
  • Trittbrett-Biotope für Insekten schaffen und
  • die Dachhaut schützen und somit länger haltbar machen.

Dächer sollen aber auch für die Stromerzeugung mittels Photovoltaik genutzt werden. Die Frage "Gründach oder Photovoltaik?" stellt sich aber nicht. Beide Systeme zusammen funktionieren wunderbar und ergänzen sich sogar mit erstaunlichen Synergieeffekten.

In diesem Artikel:

Ein Beitrag unserer Redaktion.

Vorteile der Dachbegrünung

Gründächer sind eines der coolsten Zukunftsthemen im Hausbau. Das ist wortwörtlich zu verstehen, denn begrünte Dächer sorgen für ein kühles Mikroklima rund ums Haus, was gerade in den immer heißer werdenden Sommern hierzulande eine wahre Wohltat ist.

Umfrage Gründach
Quelle: Kantar / BHW-Mediendienst

Und: Grün sieht einfach gut aus. Gründächer – und auch begrünte Fassaden – sind in der Bevölkerung außerordentlich beliebt. 79 Prozent der 2.000 befragten Immobilienbesitzer gaben in einer Kantar-Umfrage an, dass sie die Wirkung von Gründächern ästhetisch finden. Die Zahlen stammen von Eigentümern aus der Stadt, die sich über jeden grünen Bereich mit Recht freuen dürften. Rund ein Viertel der Befragten stehen sogar für eine Gründachpflicht ein.

Gründächer sind Minibiotope
Als sogenannte Trittbrett-Biotope bieten Gründächer Rastplätze für Insekten und tragen damit zur Biodiversität bei (Quelle: Adobe Stock)

Gründächer haben aber noch weitere Vorteile − für die Bewohner und die Umwelt. So ist jedes Gründach ein Mini-Biotop für Insekten und Vögel. Extensiv begrünte Dächer – also mit Pflanzen von geringer Wuchshöhe und mit flacher Wurzelung – sind willkommene Zwischenlandeplätze für Insekten, die auf benachbarten Wiesen und Feldern auf Nahrungssuche sind. Extensiv begrünte Dächer mit größeren Pflanzen – etwa auf großen Mehrfamilienhäusern oder Gewerbeeinheiten – können einen regelrechten Urban Jungle zum Blühen bringen.

Diese Funktion sorgt für ein optimales Mikroklima. Viele begrünte Flächen verbessern sogar das Klima der gesamten Straße oder gar Stadt. Das grüne Dach nimmt auch Schmutz, Feinstaub und CO2 auf. Zum Ausgleich produzieren Gründächer Sauerstoff. Ein für alle vorteilhafter Austausch.

Mehr über extensive Dachbegrünung erfahren

In unserem Artikel erfahren Sie alles Wichtige über den Aufbau und die Bepflanzung extensiver Dachbegrünungen.

Gründächer gleichen außerdem Temperaturunterschiede aus. Wer unterm Dach wohnt, empfindet die Sommer als kühler und die Winter als wärmer. Gründächer sind natürliche Energiemanager auf der Dachhaut.

Weiterer Vorteil: Gründächer schützen das Dach. Sie halten starken Regen, Hagelschlag, UV-Strahlung und starke Wind von der Dachhaut fern und legen sich wie eine Schutzschicht auf das Häuserdach. Die meisten Menschen glauben, dass Gründächer das Dach schädigen – das Gegenteil ist der Fall.

Gründächer nehmen Niederschläge auf
Niederschläge werden bei vielen versiegelten Flächen zum Problem - Gründächer entlasten die Kanalisation (Quelle: Adobe Stock)

Nicht zuletzt sind Gründächer ein Ausgleich für die Versiegelung von Flächen durch Wohngebäude und nehmen Niederschläge auf. Regenwasser, das auf überbautem Boden nicht versickern kann, wird vom Gründach wie ein Schwamm aufgesogen. Wenn es wieder trocken ist, wird die Feuchtigkeit an die Umgebungsluft abgegeben. Eine perfekte Kreislaufwirtschaft.

Gründach oder Photovoltaik? Beides!

Gründächer und Photovoltaik passen perfekt zusammen
Die Kombination von Photovoltaik mit Gründächern funktioniert hervorragend - und sieht auch noch gut aus (Quelle: BuGG)

Grüne Dächer sind nachhaltig und sowohl für die Bewohner und die Umwelt ein Gewinn. Wie sieht es aber mit der ebenfalls wichtigen Stromerzeugung mittels Photovoltaik auf unseren Häuserdächern aus? Die CO2-freie Stromerzeugung ist ein wichtiger Baustein für die Energiewende und in Zeiten steigender Energiekosten die beste Möglichkeit, etwa um die eigene Wärmepumpe oder das Elektroauto mit emissionsfrei erzeugtem Strom zu versorgen.

Aber Sie haben nur ein Dach. Sie müssen sich also entscheiden: Entweder Gründach oder Solar? Glücklicherweise ist beides möglich.

Heute ist es möglich, auf so gut wie jedem Flachdach ein Gründach mit einer Photovoltaikanlage zu kombinieren. Bekannt ist dies aber bei vielen Bauherren und selbst bei Planern und ausführenden Betrieben nicht, wie der Bundesverband Gebäude-Grün e. V. (BuGG) feststellen musste. Die beiden Systeme sind keine Konkurrenten um die begrenzte Dachfläche, sondern sie können sogar hervorragende Synergieeffekte auslösen.

Erster Photovoltaik-Gründach-Fachkongress

Im Oktober 2022 findet der erste eigene Fachkongress „Solar-Gründach" in Berlin statt. In diversen Fachbeiträgen geht es unter anderem auch um die tatsächlich realisierbaren Ertragssteigerungen der Photovoltaikanlage dank einer Dachbegrünung, welche Effekte Kombinationen von Photovoltaik auf einem Gründach für die Biodiversität haben, wie die Kosten-Nutzen-Rechnung von Gründächern mit Solar aussieht und wie aktuelle technische Herausforderungen gelöst werden können. Ein echtes Zukunftsthema!

Photovoltaik auf Gründach ermöglicht wichtige Synergieeffekte

Leistungen_Quadratmeter_Solar-Gruendach
Ein Quadratmeter Gründach hat vielfältige positive Effekte - auch auf die Effizienz der Photovoltaikanlage (Quelle: BuGG)

Warum ergänzen sich Photovoltaik und Gründach so gut? Das liegt zum einen daran, dass Gründächer die Umgebungstemperatur senken. Photovoltaikanlagen sorgen mit ihrer Abwärme jedoch für einen Temperaturanstieg.

PV-Anlagen können sich im Sommer auf bis zu 90 Grad erwärmen. Jedes Grad über der Idealtemperatur von 25 Grad Celsius sorgt für Leistungsverluste in den Solarzellen. Bei ungefähr 0,5 Prozent weniger Stromerzeugung pro Grad über der Solltemperatur, erleiden die Module also rund 20 Prozent Verluste bei der Stromausbeute, wenn sich das Dach auf 65 Grad Celsius erhitzt. Typische Flachdächer aus Bitumen oder Kies können sich im Sommer bis auf 70 Grad Celsius aufheizen.

Gründächer hingegen erhitzen sich aufgrund der Verdunstungskühle der Vegetation selten auf mehr als 35 Grad Celsius. Je nach Standort, Sonneneinstrahlung und Art der Dachbegrünung sind aufgrund der Kombination mit dem Gründach Leistungsverbesserungen der Photovoltaikanlage von bis zu 17 Prozent möglich. Der BUGG gibt als Durchschnittswert eine Ertragssteigerung von 4−6 Prozent an.

Egal ob es nun 6 oder 17 Prozent Ertragssteigerung sind: Die wichtigere Botschaft ist, dass die Kombination von Gründach und Photovoltaikanlage gut funktioniert und beide Systeme sich nicht behindern.

Auch Solarthermie profitiert vom Gründach

Was für PV-Anlagen gilt, gilt auch für Solarthermieanlagen zur Unterstützung der Warmwasseraufbereitung im Haus. Bei einer Überhitzung der in den Solarthermie-Röhren zirkulierenden Solarflüssigkeit kommt es zur thermischen Stagnation: Die Flüssigkeit verdunstet und kondensiert und kann weniger Wärme transportieren. Das Gründach wirkt mit seinem Kühleffekt hier ebenfalls effizienzsteigernd.

Auflast statt Dachdurchbruch: So gelingt die Befestigung der Photovoltaik auf dem Gründach

Befestigung von PV auf dem Gründach
Photovoltaikmodule werden mit auflastgehaltenen Systemen auf dem Gründach befestigt (Quelle: ZinCo GmbH)

Weitere Synergieeffekte von Gründach und Photovoltaik ergeben sich bei der Befestigung der PV-Elemente. In den meisten Fällen müssen diese beim Gründach nämlich nicht im Dach befestigt werden. Die Dachdurchdringung entfällt, weil sie als sogenannte auflastgehaltene Systeme befestigt werden können. Das Substrat und die Begrünung werden mit dem Dach verschweißt und sind ausreichend schwer, um die Photovoltaikträger auf dem Dach sicher vor Windsog zu befestigen.

Das hat gleich mehrere Vorteile: Es entstehen keine Punktlasten, eine aufwendige und leckageanfällige Dachabdichtung an den Durchdringungsstellen kann unterbleiben und das Verfahren ist obendrein kostengünstiger als eine herkömmliche Befestigung in der Dachhaut.

Solardachpflicht bei Neubauten

Bislang gibt es keine bundeseinheitliche Solardachpflicht. Die Bundesländer kochen hierbei jeweils ihre eigenen Süppchen. Aber immer mehr Landtage finden Gefallen an der Idee, viel Sonnenenergie auf den Dächern anzuzapfen. Anfang 2023 gibt es deshalb viele Bundesländer, bei denen zumindest bei Neubauten im Gewerbebereich die Solardachpflicht besteht.

Einzig Baden-Württemberg ist allen anderen Bundesländern davongeprescht. Seit dem 1. Mai 2022 gilt dort auch für private Neubauten eine Solardachpflicht. Mindestens 60 Prozent der Dachfläche muss mit Photovoltaik-Modulen belegt sein. Ab 2023 gilt die Solardachpflicht auch für Dachsanierungen.

Dank innovativer Photovoltaik-Röhrenkollektoren ist auch eine intensive Dachbegrünung möglich

Üblicherweise werden niedrig wachsende Sedumgewächse für eine extensive Dachbegrünung genutzt. Die Photovoltaikmodule werden auf Trägern darüber befestigt. So kommt es zu keiner Verschattung, weil die Dachbegrünung niemals über die Photovoltaikmodule hinauswachsen kann.

Was aber, wenn Nutzer einen regelrechten Dachgarten anlegen wollen oder Dachterrassen mit einem intensiv begrünten Pflanzenteppich versehen? Eine intensive Begrünung besteht aus höher wachsenden Pflanzen, die Gefahr laufen, die Photovoltaik-Flächenmodule zu verschatten. Dann wäre der Synergieeffekt passé.

Doch auch hierfür gibt es inzwischen eine Lösung in Form von Photovoltaik-Röhren, die in beliebiger Höhe über dem Dachgarten oder dem Gründach installiert werden können. Dabei haben sie beispielsweise auf der Dachterrasse einen Effekt wie eine Pergola, die partiell Schatten bietet. Niederschläge können weiterhin in den darunterliegenden Dachgarten geleitet werden. Ein weiterer Vorteil der PV-Röhrenmodule: Sie erzeugen fortlaufend Strom, da die Sonnenstrahlen zu jedem Tageszeitpunkt genau im rechten Winkel auf den jeweiligen Röhrenabschnitt auftreffen.

Begrüntes Dach mit PV-Röhrenkollektoren
Neuartige Photovoltaik-Röhrenkollektoren müssen nicht nach der Sonne ausgerichtet werden (Quelle: ZinCo GmbH)

Fazit: Gründach und Photovoltaikanlage sind ein perfektes Doppel

Gründächer haben viele positive Effekte auf das Mikroklima rund um das Haus: Sie nehmen Niederschläge auf und entlasten die Kanalisation, binden CO2 und Feinstaub, schützen das Dach und dienen als Mini-Biotope für Insekten.

Eine Konkurrenz zwischen Gründach und Photovoltaikanlage gibt es nicht – zumindest nicht auf Flachdächern. Photovoltaik auf Gründach führt im Gegenteil sogar zu einer perfekten Symbiose: Der Kühleffekt des Gründachs verbessert den Wirkungsgrad der Solarmodule.

Dachgarten unter PV-Röhrenkollektoren
PV-Röhrenkollektoren sehen aus wie eine Pergola - und eignen sich auch für Dachterrassen und -gärten (Quelle: ZinCo GmbH)

Text: Christian Mascheck