Indach-Photovoltaik: Die Dachhaut solar aktiviert
Das Dach ist nicht mehr nur schützende Hülle, sondern wesentlicher Teil der aktiven Gebäudehaut. Es erzeugt nachhaltigen Sonnenstrom. Als funktionaler Bestandteil wird das Dach zu einem wichtigen Baustein unserer Energiewende. Den Sonnenstrom im Haus zu verbrauchen ist interessanter, als Strom aus dem Netz zu beziehen.
Dieser Trend wird durch kostengünstige Speichertechniken verstärkt. Durch intelligente Sektorkopplung wie zum Beispiel die Wärmeerzeugung mit Wärmepumpe sowie das Beladen des Elektrofahrzeuges in Abhängigkeit der aktuell zur Verfügung stehenden Solarleistung können der Eigenverbrauch und die Rentabilität gesteigert werden. Mit steigenden Strompreisen sowie steigenden Netzentgelten wird dieser Trend unterstützt.
Indach-Photovoltaik spart Baustoffe und Energie
Wird die Solaranlage in das Dach integriert, werden nicht nur wertvolle Flächen für die Stromproduktion verfügbar gemacht. Sondern es werden auch keine Dachpfannen unter den Modulen benötigt, also Baustoffe und Energie gespart. Die Dachintegration erlaubt ästhetisch ansprechende Wege der Gestaltung und prägt die Architektur.
Ein Bauträger im rheinhessischen Mettenheim plante ein smartes Zweifamilienhaus. Das Projekt integriert Photovoltaik, umweltfreundliche Heiztechnik, Elektromobilität sowie intelligente Haustechnik und Steuerung.
Als harte Bedachung zugelassen
Bei der Dachgestaltung entschieden sich die Verantwortlichen für eine hochwertige Dachdeckung mit dem Braas-Dachstein Tegalit Protegon Matt Granit. Dieser Dachstein unterstreicht einerseits die moderne Gestaltung des Gebäudes. Andererseits bietet er die Möglichkeit, mithilfe des Photovoltaiksystems Braas PV Premium eine dachintegrierte Photovoltaikanlage zu realisieren, die sich hervorragend in das Deckbild des Daches einpasst.
Braas PV Premium gilt als eigenständiges Bedachungsmaterial und ist als harte Bedachung zugelassen, entsprechend den Vorgaben der Landesbauordnungen. Durch die in zahlreichen Tests und im Windkanal nachgewiesene Regensicherheit werden keine weitergehenden Anforderungen an die Unterdachkonstruktionen gestellt.
Langlebige Eindeckung garantiert
Es gelten die gleichen Anforderungen wie an die Dachdeckung. Dabei werden jeweils sechs Dachsteine nebeneinander durch ein Solarmodul des Systems ersetzt. Jedes dieser modularen Elemente leistet 105 Watt.
Neben den gestalterischen Vorteilen haben die Module eine spezielle Unterkonstruktion aus Aluminium, um eine langlebige und regensichere Dachdeckung zu gewährleisten. Um mögliche Leistungsverluste durch zu starke Erwärmung der Solarelemente zu verhindern, erfolgt die Hinterlüftung durch spezielle Lüftungsschlitze in der Modulunterkonstruktion sowie durch die grundsätzlich hinterlüftete Dachdeckung in der Konterlattenebene.
So funktioniert der Einbau der Solarelemente
In Mettenheim wurde für das Doppelhaus eine Anlage auf der Südseite des Satteldaches mit einer Leistung von neun Kilowatt geplant. Das entspricht einer Solarfläche von rund 55 Quadratmeter. Zum Einsatz kamen 90 Elemente Braas PV Premium Tegalit 100 Watt, die 540 Dachsteine als vollwertige Dachdeckung ersetzen.
Das Dach wurde mit einem Traglattenabstand von 335 bis 340 Millimetern eingeteilt und die Dachlattung 30 mal 50 Millimeter durchgängig über die gesamte Dachfläche auf der Konterlattung fixiert. Dabei achteten die Dachhandwerker auf die perforationsgesicherte Ausführung der Unterdeckbahn Top RU. Unter der Konterlattung wurde vor der Befestigung ein Divoroll Nageldichtvlies angeordnet.
Die Lage der Solarmodule wurde entsprechend der Deckung abgeschnürt. Nach Festlegung der Modulpositionen erfolgte der einfache Einbau der Solarelemente in die Dachdeckung.
Die untersten Dachsteinreihen wurden mit dem Tegalit im Verband verlegt und entsprechend der Windlastberechnung geklammert. Darauf verschraubten die Dachdecker eine Profilschiene direkt auf der Traglattung. Die unterste Reihe der Photovoltaikmodule wurde in die Profilschiene eingehängt.
Verlegeplan ans Dach anpassen
Bei der Montage achteten die Dachhandwerker darauf, dass die traufseitige Profilschiene und die Schiene am Modul ineinandergreifen und sicher halten. Anschließend konnte seitlich der Dachstein als halber beziehungsweise im Verbandswechsel als ganzer Stein beigedeckt werden.
Dann wurden die Module mit den beiliegenden Spenglerschrauben auf der Traglatte fixiert. Günstig ist das System, da der Verlegeplan der Module problemlos an die Dachgeometrie angepasst werden kann. So wurden die Bereiche der Dachwohnfenster ausgespart.
Die elektrische Verschaltung
Nach einem Verschaltungsplan wurde von den Dachdeckern das Modulkabel des ersten Moduls mit der Stringleitung zum Wechselrichter verbunden. Das zweite Modulkabel wurde mit dem letzten Modul des Strings verbunden.
Die Kabel werden dabei immer in der Konterlattenebene und unter der Traglattung verlegt, um sie vor Witterungseinflüssen zu schützen. Die Module wurden untereinander zum Potenzialausgleich verbunden. Hierzu setzten die Dachdecker die beiliegenden Potenzialausgleichsleitungen ein und befestigten sie mit einer vormontierten Edelstahlschraube an den Modulen.
Die Leitung zur Potenzialausgleichsschiene des Hauses wurde ebenso wie die Stringleitungen zum Wechselrichter mit einer Divoroll Dichtmanschette regensicher und winddicht in die Unterdeckbahn eingebunden.
Elektriker nur für den Hausanschluss
So wurden die Leitungen an das nachfolgende Gewerk des Elektrikers übergeben. Er nahm den Anschluss an den Wechselrichter und das Hausnetz vor.
Im Versorgungssystem des Wohnhauses wurde ein Energiespeicher (7,5 Kilowattstunden) eingebaut. Er wurde einfach und schnell in das Hausnetz integriert. Der Sonnenstrom vom eigenen Dach wird im Wesentlichen zur Erzeugung der erforderlichen Wärme im Haus genutzt. Hier kommt eine Luft-Wasser-Wärmepumpe zum Einsatz.
Erzeugung und Nutzung unter einem Hut
Darüber hinaus steht der Strom über eine gemeinsame Anschlussdose für ein Elektroauto zur Verfügung. Die Abrechnung erfolgt über den örtlichen Energieversorger. Die Steuerung der Haustechnik ermöglicht die intelligente Nutzung von Wärme und Strom. So lassen sich Rollläden, Raumtemperaturen und sonstige Verbrauchsstellen vom Handy aus steuern.
Im Zweifamilienhaus in Massivbauweise wurden bauteilaktivierte Decken verbaut. Diese werden zur Übergabe der Wärme an den Raum sowie zur Kühlung im Sommer genutzt. Das Konzept von Energieerzeugung, Verbrauch und Steuerung greift ineinander.
Indachsysteme werden künftig vor allem bei Wohngebäuden und im Denkmalschutz eine wachsende Rolle spielen. Geeignete Produkte sind vorhanden, das installierende Handwerk ist geschult.
Dieser Artikel von Alexander Flebbe ist zuerst erschienen in der PV 08-2021. Alexander Flebbe leitet das Produktmanagement von BMI in Deutschland und der Schweiz.
