Solarthermie auf dem Dach

Nicht nur die Kostenkalkulation, auch die sorgfältige Überprüfung der örtlichen Gegebenheiten ist für die Planung der solarthermischen Anlage zwingend notwendig. Neben Verschattung und Himmelsrichtung muss auch die Beschaffenheit des Dachs geprüft werden, bevor die Anlage für Solarthermie auf dem Dach montiert wird.

Nicht nur die Größe des Daches ist entscheidend, das Dach sollte auch einige andere Kriterien erfüllen, um den Anforderungen der Solaranlage Genüge zu werden. Dazu zählen die Statik, die Ausrichtung und Neigung sowie die Art der Eindeckung.

Solarsiedlung
Solarthermische Anlagen auf Schrägdächern in einer Solarsiedlung in Hamburg. Foto: www.wagner-solar.com

Statik

Da Solarthermische Anlagen ein relativ hohes Gewicht aufweisen, sollte die Statik des Hauses und speziell des Daches eingehend geprüft werde. Hält das Dach der Konstruktion überhaupt stand? Darüber hinaus sollte es einen leichten Zugang zum Dach geben, der dann auch gewährleistet, dass Wartungsarbeiten wegen der guten Zugänglichkeit zur installierten Solaranlage optimal durchgeführt werden können.

Dacheindeckung

In Deutschland überwiegen Häuser mit Flach-, Schräg-, oder Pultdächern. Für die jeweiligen Dachtypen gibt es verschiedene technische Möglichkeiten, um die Solarthermieanlage optimal nach der Sonne auszurichten. Die Dacheindeckung gestaltet sich in den wenigsten Fällen problematisch. Bei Photovoltaikanlagen werden die Module entweder „Indach“ oder „Aufdach“ befestigt. Bei solarthermischen Anlagen wird meist die „Aufdach“-Variante gewählt. Hierbei wird die Anlage über die Dachziegel montiert und durch spezielle Halterungsvorrichtungen fixiert.

Dachausrichtung

Die Ausrichtung des Daches und der darauf befindlichen Anlage sollte optimaler Weise nach Süden sein; auch südwestliche oder südöstliche Ausrichtungen erbringen einen hohen Wirkungsgrad. Generell gilt hier, dass eine Abweichung von ca. 30% den Ertrag um lediglich 5% verringert . Dächer, die nach Norden zeigen, sind für die Solarthermie nicht geeignet. Soll trotzdem eine Anlage installiert werden, kommt die Montage an der Hausfassade als Alternative in Frage. Auch Gestelle oder alternative Orte z.B. im Garten können bei diesem Problem eine Lösung sein. Des Weiteren sollte berücksichtigt werden, dass kein Schatten auf die Solarthermieanlage fällt. Dazu sollte das Dach im Vorfeld einen Tag lang beobachtet werden, um eine Verschattung vollständig ausschließen zu können und Schattenverläufe notieren zu können. Achten Sie vor allem auf Bepflanzung, umstehende Bäume, Dachfenster, Schornsteine, Nachbarhäuser oder auch Satellitenschüsseln.

Info:

Bei dem Einsatz von Solarthermie auf Schrägdächern kann bei weniger optimalem Neigungswinkel eine entsprechend größere Kollektorfläche die gewünschten Erträge herbeiführen. Bei Flachdächern kann Verlusten durch eine Aufständerung der Kollektoren entgegengewirkt werden. So können die Kollektoren ideal ausgerichtet werden.

Dachneigung

Der Winkel, in dem die Sonne auf den Kollektor der solarthermischen Anlage trifft, kann je nach Jahreszeit differieren.Idealerweise sollten die Sonnenstrahlen im 90°C Winkel auf die Kollektorflächen fallen. Soll die solarthermische Anlage lediglich zur Warmwassergewinnung eingesetzt werden, ist ein Neigungswinkel der Kollektoren von 30°C ausreichend. Soll dagegen die Anlage auch zur Heizungsunterstützung genutzt werden, ist ein Neigungswinkel der Kollektorflächen von ca. 60°C ideal. Sollen beide Funktionen gewährleistet werden, entscheidet man sich häufig für das Mittelmaß von 45°C. Neben der direkten Sonneneinstrahlung fangend die Kollektoren übrigens auch viel diffuses Licht auf.

Installation auf…

Verschiedene Dacharten, verschiedene Installationsweisen und unterschiedliche Anforderungen, die die solarthermische Anlage erfüllen muss.

Schrägdächer
Schrägdächer sind in Deutschland am weitesten verbreitet. Foto: Marc Tollas / pixelio.de

Das Schrägdach ist in Deutschland am weitesten verbreitet und fällt vom Dachgiebel zu beiden Seiten schräg herab. Bei der Installation wird die Solaranlage durch einen Stahlhaken an den Dachsparren verankert. Auf diese Unterkonstruktion werden die Kollektoren montiert.

Beim Flachdach wird die Anlage über einen Metallträger befestigt, der  die Module gegebenenfalls aufstellen und so den optimalen Neigungswinkel erzielen kann. Hierbei ist wichtig, dass ausreichend Platz zischen den einzelnen Elementen besteht, damit die Kollektoren sich nicht gegenseitig durch Verschattung beeinflussen. Außerdem sind die aufgestellten Flächen angreifbarer für Wind, weshalb die Metallkonstruktion für genügend Stabilität sorgen muss. Trotzdem sollte ein Abstand von mindestens sechs cm zwischen Dachfläche und Kollektor nicht unterschritten werden.

Auf Grund der Konstruktion des Pultdaches bleibt für große Abweichungen bezüglich der Ausgangsfaktoren wie Himmelsrichtung und Dachneigung wenig Spielraum. Denn das Pultdach fällt lediglich von einer Seite auf die andere Seite schräg nach unten ab und weist folglich nur in eine Himmelrichtung. Dies sowie der Grad der Dachneigung erschweren in vielen Fällen die optimale Ausrichtung der Solarthermieanlage.