Photovoltaik-Gründach: Mehr Leistung durch Kühlung, Staubabsorption und Reflexion

Klimaschutz in den Städten und dezentrale Energiewende auf einen Punkt gebracht heißt: Mehr PV-Mieterstrom mit Gründächern. Insgesamt lässt sich so die Ausgangsleistung einer Photovoltaik-Anlage laut Studien um über acht Prozent steigern. Positiv wirken hierbei der kühlende Effekt durch Transpiration und Verdunstung über die Pflanzen, ihre Fähigkeit zur Staubabsorption und die diffuse Reflexion des Sonnenlichts durch das Blattwerk. Allgemein ist ein möglichst hoher Pflanzenbedeckungsgrad auf dem Dach anzustreben, um diese Effekte zu stärken. Das hat eine Studie von Polarstern Projektmanager Wilhelm Oswald und der Wilhelm Büchner Hochschule gezeigt, in welcher die Auswirkungen vom Photovoltaik-Gründach auf den Energieertrag von PV-Anlagen näher untersucht wurden.

Der Ökoenergieversorger und Mieterstromdienstleister Polarstern bevorzugt in seinen PV-Mieterstromprojekten die Kombination mit Gründächern. „PV-Mieterstrom mit Gründächern bietet viele Vorteile für die Städte und ihre Bewohner:innen“, sagt Florian Henle, Geschäftsführer des Mieterstromdienstleisters Polarstern. Es wirke in doppelter Hinsicht Klimawandel, Hitzewellen und Überflutungen entgegen – über die Effekte des Gründachs und der erneuerbaren Energiegewinnung.

Photovoltaik-Gründach verbessert Solarstromertrag

Photovoltaik-Anlagen auf Gründächern senken durch die Bepflanzung auch die Umgebungstemperatur, absorbieren Feinstaub und verbessern die Solarstromerzeugung – auch bei indirekter Sonneneinstrahlung. Effekte, die sowohl direkt den Energieertrag, als auch direkt und indirekt den Klimaschutz verbessern.

Durch vielfältige Effekte wie Transpiration und Verdunstung (= Evapotransipration) über das Blattwerk und den Schattenwurf sowie durch die Lichtabsorption zur Photosynthese senken Gründächer die Umgebungstemperatur auf dem Dach und damit die Zell- und Modultemperatur. Das verbessert die Ausgangsleistung der Solarmodule laut Studie durchschnittlich um 4,3 Prozent. Je nach Technik und Region können es sogar bis zu acht Prozent sein. Entscheidend für die Auswirkungen dieser Effekte ist dabei auch der Abstand zwischen Photovoltaik-Anlage und Gründach.

Natürlicher Luftfilter

Die eingesetzten Pflanzen wirken außerdem wie ein Luftfilter, indem sie den von den Modulen heruntergewaschenen Staub aufnehmen. Schätzungen zufolge bindet ein Gründach pro Quadratmeter rund zwei Kilogramm Feinstaub pro Jahr. Je größer die Blattfläche und die Resistenz der Pflanzen gegenüber Staub ist, umso stärker ist dieser Effekt. Indem Staub die Reflexionsfähigkeit der PV-Module und damit die Stromerzeugung senkt, verbessert das Gründach neben der Luftqualität auch die Solarleistung. Untersuchungen gehen von staubbedingten Energieertragseinbußen in urbanen Regionen von bis zu 30 Prozent aus.

Ein dritter Vorteil von Gründächern liegt in der Reflexionsfähigkeit der Pflanzen. Mit ihren Blättern reflektieren sie Licht, das nicht direkt auf die Photovoltaikmodule trifft und erhöhen so 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 erhöhen kann.

Bodenwanne speichert Wasser

Weitere vorteilhafte Effekte vom Photovoltaik-Gründach für die Städte im Kampf gegen den Klimawandel resultieren aus der Wasser-Speicherkapazität der Bodenwanne. Im Falle von Polarstern Kooperationspartner Contec besteht diese Grundplatte aus 95 Prozent Recycling PE. Auch das Dachsubstrat basiert auf 75 Prozent regional gesammelten und aufbereiteten Dachziegeln, angereichert mit Kies und Kompost. Die Wirkung von Gründächern auf die Biodiversität wurde bereits vielfach in Studien betont.

Die Zusammenfassung der Studie von Wilhelm Oswald, Mieterstrom-Projektleiter bei Polarstern, und der Wilhelm Büchner Hochschule zu den Auswirkungen die Dachbegrünung auf den Energieertrag der Photovoltaik-Anlage ist unter dem nebenstehenden Link zu finden.

25.8.2021 | Quelle: Polarstern | solarserver.de © Solarthemen Media GmbH