Gründach und Solar

Wie viel Strom eine Photovoltaik-Anlage liefert, hängt auch von der Umgebungstemperatur ab. Gerade im Sommer können sich die Module sehr stark aufheizen – je nach Sonneneinstrahlung auf bis zu 90 Grad Celsius. Mit steigender Temperatur erhöht sich der elektrische Widerstand und die Anlage verliert an Leistung. Jedes Grad über dem Normwert von 25 Grad Celsius Zelltemperatur hat zur Folge, dass die Solarzellen im Schnitt etwa 0,5 Prozent weniger Strom liefern. Schon bei einer Erhitzung auf 65 Grad Celsius verringert sich die Stromausbeute also um 20 Prozent.

Während sich ein Bitumen- oder Kiesdach im Sommer auf mehr als 70 Grad Celsius aufheizen kann, wird ein Gründach selten wärmer als 35 Grad Celsius. Die Verdunstung hat einen kühlenden Effekt, der auch der PV-Anlage zugutekommt, weil sie sich weniger aufheizt. In Kombination mit einem Gründach kann sich ihre Leistung im Jahresmittel um bis zu 4 Prozent erhöhen (abhängig u. a. von Standort, Sonneneinstrahlung, Pflegezustand und Art der Dachbegrünung). Damit die Verdunstungskühlung ihre volle Wirkung entfaltet, ist ein ausreichender Abstand zwischen Begrünung und Solaranlage wichtig.

Begrünte Dächer sind ein wichtiger Lebens- und Rückzugsraum sowie Futterquelle für Vögel, Insekten und andere Kleinlebewesen. Eine Solaranlage sorgt für unterschiedliche Licht-Schatten- sowie Feuchtigkeitsverhältnisse. Die dadurch geschaffenen abwechslungsreichen Standortbedingungen fördern die Artenvielfalt sowohl von Fauna als auch von Flora.

Auflastgehaltene Systeme haben gegenüber befestigten den großen Vorteil, dass das Dach nicht durchbohrt werden muss. Substrat und Vegetation des Gründachs reichen aus, um die Solaranlage auch bei Sturm auf dem Dach zu sichern.

Die Statik von Gebäude und Dach müssen das Gewicht von Dachbegrünung und Solaranlage tragen können. Extensive Begrünungen haben in der Regel ein Eigengewicht von 80 bis 120 kg/m² (wassergesättigt), bei Intensivbegrünungen können es auch 300 bis 1.000 kg/m² sein. Hinzu kommen etwa 14 bis 35 kg/m² für eine Photovoltaik- bzw. 20 bis 60 kg/m² für eine Solarthermie-Anlage.

Die zulässige Nutzlast für begehbare Dächer liegt laut DIN 1055-3/2006-03 bei 200 kg/m² (Einzellast) bzw. bei 400 kg/m² (Flächenlast). Für nicht genutzte Dächer gibt es lediglich einen Maximalwert für eine Einzellast von 100 kg/m². Eine pauschale Aussage, ob sich ein Dach statisch für die Kombination Gründach und Solar eignet, ist nicht möglich. Hier hilft Ihnen ein Statiker weiter.

PV- und Solarthermie-Anlage dürfen nicht durch Pflanzen verschattet werden, damit es nicht zu Leistungseinbußen kommt. Um das zu verhindern, sollte man Folgendes beachten:

Der Abstand zwischen der Oberkante des Substrats und der Unterkante der Modulbefestigung sollte mindestens 20 Zentimeter betragen, je nach Vegetation sogar 30 Zentimeter.

Eine Möglichkeit ist auch einen Kiesstreifen bzw. Betonplatten direkt vor die Module zu setzen, allerdings wird dadurch die begrünte Fläche reduziert und der Einbau wird etwas aufwändiger, da mehr Arbeitsschritte erforderlich sind. Achten Sie darauf, den Kiesstreifen von wildem Bewuchs freizuhalten.

Wählen Sie Pflanzen, die niedrig bleiben und so dicht wachsen, dass unerwünschte fremde Gewächse keinen Platz finden. Zudem sollten sie Schatten vertragen und pflegearm sein. Es eignen sich zum Beispiel Sedum-Moos-Kräuter (Wuchshöhe 5 bis 20 Zentimeter) und Sedum-Kräuter-Gräser (Wuchshöhe 5 bis 25 Zentimeter). Zugleich sollte die Vegetation möglichst artenreich sein und von Frühjahr bis Herbst immer etwas blühen.

Unter den PV-Modulen entwickelt sich meistens nicht die für Extensivbegrünungen typische Vegetation mit trockenheitsangepassten Arten, da die Bereiche schattiger und feuchter sind.

PV- und Solarthermie-Anlagen sind meist nach Süden oder abwechselnd nach Osten und Westen ausgerichtet. Zu den einzuhaltenden Abständen zwischen den Modul- bzw. Kollektorreihen gibt es klare Empfehlungen des Bundesverbands GebäudeGrün: Sind die Module abwechselnd nach Osten und Westen ausgerichtet, sollten für Instandhaltung und Pflege mindestens 50 Zentimeter zwischen den Unterkanten und mindestens 80 Zentimeter zwischen den Oberkanten der Modulreihen liegen. Bei derart gegeneinander gestellten Modulen fließt Niederschlag an den Unterkanten gleich von zwei Seiten auf die gleiche Stelle. Das kann dazu führen, dass die Vegetation hier stärker wächst und intensiver gepflegt werden muss. Daher ist ausreichend Abstand zwischen den Modulen für die Wartung vorzusehen. Außerdem kann Schnee gut abrutschen und staut sich nicht zwischen zu eng stehenden Modulen auf.

Zwischen den Modul- bzw. Kollektorreihen sollten bei einer Südausrichtung mindestens 80 Zentimeter Platz sein, damit Solaranlage und Dachbegrünung instandgehalten und gepflegt werden können. Um zu verhindern, dass sich die Module gegenseitig verschatten, ist – abhängig vom Breitengrad und damit vom niedrigsten Sonnenstand, der Höhe der Module und dem Winkel der Aufständerung – ein noch größerer Abstand sinnvoll.

Wie steil die Module auf einem Flachdach aufgeständert werden, hängt maßgeblich vom jeweiligen Standort ab. Modul-Neigungswinkel zwischen 5 und 45° sind möglich. Bei PV-Anlagen, die nach Osten und Westen ausgerichtet sind, sind es meist zwischen 10 und 20°, bei einer Südausrichtung häufig 30°. Solarthermie-Kollektoren werden in der Regel in einem Neigungswinkel zwischen 30° und 45° aufgestellt und Richtung Süden ausgerichtet.

Je steiler die Module stehen, desto besser werden Schmutz oder Blütenstaub vom Regen abgewaschen. Auch Schnee rutscht dann schneller ab.

Auflastgehaltene Solaranlagen dürfen nur auf Dächern mit einer Neigung von maximal 5° aufgestellt werden. Andernfalls können sie sich verschieben und beschädigt werden.

Bei einem Schrägdach können Solaranlage und Dachbegrünung nur nebeneinander angeordnet werden.

Wählen Sie eine durch Substrat auflastgehaltene PV- oder Solarthermie-Anlage, um die Dachabdichtung nicht zu beschädigen. Fachleute können exakt die Windlasten und die nötige Auflast (Substratschicht) berechnen. Die Modulaufständerung wird auf Basisplatten montiert bzw. auch direkt auf den Dränageplatten. Bei Retentionsgründächern wird das Montagesystem der Solaranlage direkt auf den Wasserspeicherelementen befestigt.

Die äußerste Modulreihe sollte mindestens 2,50 Meter von der Dachkante entfernt stehen, um nicht unnötig stark dem Wind ausgesetzt zu sein und ausreichend Platz für Pflege und Wartung zu haben. Andernfalls ist eine Absturzsicherung notwendig. Je näher die (auflastgehaltene) Solaranlage im Eck- und Randbereich des Daches steht, desto höher muss die Substratschicht sein, um sie zu sichern.

Sowohl Solaranlage als auch Dachbegrünung müssen regelmäßig gepflegt und gewartet werden. Die Vegetation sollte zwei- bis viermal im Jahr und in jedem Fall im Frühjahr und Herbst durch einen Gründach-Fachbetrieb kontrolliert werden.

Besonders in den Wuchsphasen zwischen März und Juni kann es notwendig sein, die Pflanzen zurückzuschneiden. Fremdbewuchs muss entfernt und die Vegetation auf 10 bis 12 Zentimeter über dem Boden gemäht werden. Aktuell laufen Untersuchungen zur Wartung mit Hilfe von Mährobotern. Es ist wichtig, dass Kabel o.Ä. so verlegt sind, dass sie dabei keinen Schaden nehmen.

Für die Instandhaltung der Solaranlage ist ein Solar-Fachbetrieb zuständig. Auch wenn die Anlagen nahezu wartungsfrei sind, sollten sie einmal im Jahr auf Schäden insbesondere an Kabeln und Bauteilen inspiziert werden. Ist die Anlage stark verschmutzt, sollte sie dann natürlich auch gereinigt werden. Alle 4 bis 5 Jahre ist eine ausführliche Prüfung durch einen Fachbetrieb ratsam (bei PV-Anlagen nach DIN EN 62446-1, bei Solarthermie-Anlagen nach DIN EN ISO 9806:2014-06).

Solaranlagen müssen mit einem Blitzschutz ausgestattet sein und komplett innerhalb der Blitzschutzanlage stehen. Um Kollisionen mit der Solar-Aufständerung zu vermeiden, ist ein Sicherheitsabstand von mindestens einem halben Meter ratsam. Es gelten u.a. die Regelungen der Normenreihe DIN EN 62305/VDE 0185-305.

Seit dem 1. Januar 2023 ist es in Berlin Pflicht, auf Neubauten und bei wesentlichen Dachumbauten (wie Ausbau oder Aufstockung) auch auf Bestandsgebäuden Photovoltaik zu installieren. Das Solargesetz Berlin (SolarG Bln) legt fest, dass auf neuen Gebäuden mindestens 30 Prozent der Bruttodachfläche und auf bestehenden Gebäuden mindestens 30 Prozent der Nettodachfläche mit PV-Modulen bedeckt sein müssen.

Für den Bestand gelten allerdings gewisse Erleichterungen, um andere Dachnutzungen – wie eine Begrünung oder eine Dachterrasse – zu ermöglichen. So müssen Wohngebäude mit maximal zwei Wohnungen nur 2 Kilowatt Leistung installieren (entspricht etwa 12 m²), solche mit drei bis fünf Wohnungen 3 Kilowatt (ca. 18 m²) und solche mit sechs bis zehn Wohnungen 6 Kilowatt (ca. 36 m²). Eine intensive Dachbegrünung mit hochwachsenden Pflanzen wird bei der Ermittlung der Nettodachfläche abgezogen, da hier davon ausgegangen wird, dass eine Kombination mit einer PV-Anlage nicht möglich ist.

Wenn Sie unsicher sind, ob die Solarpflicht auch für Sie gilt, erhalten Sie über das Online-Abfrage-Tool der Senatsverwaltung eine erste Einschätzung.

Der Praxisleitfaden zum SolarG weist ausdrücklich auf das Förderprogramm GründachPlus und die Möglichkeit hin, ein Gründach mit einer PV- oder Solarthermie-Anlagen zu kombinieren.

Achten Sie darauf, bereits frühzeitig in der Planungsphase alle beteiligten Gewerke einzubinden, also Garten- und Landschaftsbaubetrieb, Solar-Fachbetrieb, Gründach-Systemhersteller, Statiker:in, Dachdeckende und unter Umständen auch den Denkmalschutz. Sie müssen die Bauabläufe aufeinander abstimmen, damit die Kombination Solar und Gründach dauerhaft ein Erfolg ist. Auch bei der Umsetzung und dem Bauablauf müssen sie sich gut untereinander abstimmen, damit alles reibungslos funktioniert.

Idealerweise koordiniert ein Landschaftsarchitekturbüro bzw. -planungsbüro die Planung. Bei kleineren Projekten können auch Garten- und Landschaftsbaubetriebe erste Anlaufstellen sein.

Vor dem Einbau eines Gründachs mit Solaranlage verlegt ein Dachdecker oder eine Dachdeckerin eine wurzelfeste Dachabdeckung. Ein Gründach-Fachbetrieb montiert anschließend ein Schutzvlies sowie Dränageelemente und Filtervliese, baut die Unterkonstruktion für die Solaranlage und die Montageschienen ein und füllt das Dach mit Substrat und gegebenenfalls Kies. Nun übernimmt ein Solar-Fachbetrieb: Er installiert die Solarmodule, Kabelkanäle und weitere zur Solaranlage gehörende Bauteile und schließt die Anlage ans Netz an. Erst danach bringt der Gründach-Fachbetrieb die Vegetation auf und verlegt gegebenenfalls Schrittplatten.

Eine geeignete (vorzugsweise auflastgehaltene) Unterkonstruktion der Solaranlage und eine gut durchdachte Anordnung der Solarmodule und der Begrünung sind Voraussetzungen für eine gelungene Kombination. Andernfalls kann es beispielsweise passieren, dass die Pflanzen die Module überwuchern. In der Praxis haben sich eine fehlende Abstimmung im zeitlichen Ablauf, in der Planung der Absturzsicherung und der Entwässerung als weitere Fehlerquellen gezeigt.

Je nach Standort des Gebäudes, Gebäudehöhe, Höhe der Aufständerung und Nähe zum Dachrand muss die Solaranlage zusätzlich gegen Windsog gesichert werden. Zum Beispiel sorgen Windleitbleche dafür, dass der Wind an der Rückseite des Montagesystems darüber geleitet wird. Ein sogenannter Windverband verhindert, dass sich die Rahmen parallel zueinander neigen.

Eine PV- oder Solarthermie-Anlage nachträglich auf einem begrünten Dach zu installieren, ist aufwändiger und teurer, als beide direkt zusammen einzubauen. Möglich sind in dem Fall nur auflastgehaltene Systeme. Fachleute beider Branchen müssen eng zusammenarbeiten und die Technologien ganz genau aufeinander abstimmen.

Der Bundesverband GebäudeGrün weist darauf hin, dass bei einem nachträglichen Einbau die Dachabdichtung noch mindestens 15 Jahre halten sollte, um erst einmal Ruhe vor einer Sanierung zu haben. Ist das Dach dann doch an einer Stelle undicht, müssen in der Regel allerdings nur wenige Quadratmeter um das Leck zurückgebaut werden.

Dachentwässerung und Absturzsicherung dürfen durch die Solaranlage auf keinen Fall überbaut werden.

Um sicherzustellen, dass die Vegetation im Traufbereich der Module nicht vernässt und sie unter der Anlage nicht vertrocknet, können Wasserverteilvliese und Speicherelemente sinnvoll sein. Sie sorgen dafür, dass sich das Wasser weiterhin gleichmäßig auf dem Dach verteilt.

Das Dach kann nur dann unterhalb einer Solaranlage begrünt werden, wenn der Abstand zwischen den Modulen und der zukünftigen Vegetation groß genug ist (mindestens 20 Zentimeter). Daher sollten flache Unterkonstruktionen vermieden werden. Bei einer nach Osten und Westen ausgerichtete Solaranlage mit ausreichend Abstand zwischen den Modulreihen ist eine nachträgliche Bepflanzung unter den Modulen einfacher. Ist das Dach groß genug, kann es sinnvoller sein, eine Fläche neben der Solaranlage zu begrünen.

Über getrennte Förderprogramme unterstützt Berlin sowohl die Solarenergie auf den Dächern der Stadt als auch die Dachbegrünung finanziell.

Im Programm SolarPLUS gibt es Zuschüsse für die Installation einer PV-Anlage und die Anschaffung eines Stromspeichers. Die Mehrkosten, die bei der Anlage auf einem begrünten gegenüber einem unbegrünten Dach anfallen (beispielsweise für eine höhere Unterkonstruktion), werden zu 45 bis 65 Prozent und mit maximal 15.000 Euro gefördert.

Das Programm Effiziente GebäudePLUS fördert unter anderem die Errichtung von Solarthermie-Anlagen.

Im Förderprogramm GründachPLUS für die Dachbegrünung von Bestandsgebäuden ist die Kombination von Gründach und Solaranlagen zulässig und ausdrücklich erwünscht. Mehrkosten, die z.B. durch einen zusätzlichen Aufwand beim Schichtenaufbau und der Substratverlegung durch die Aufständerung der Solaranlage entstehen können, sind mit bis zu 10 Euro pro Quadratmeter Solarfläche förderfähig. Die Begrünung unter den Solarmodulen ist allerdings nur dann als Vegetationsfläche anrechenbar, wenn sie nachweislich die Qualität eines extensiven Gründachs erfüllt. Zudem müssen Mindestabstände von Substrat zu Solarmodulen und zwischen den Reihen eingehalten werden und die Solarmodule dürfen nicht mehr als die Hälfte der anrechenbaren Vegetationsfläche ausmachen.

Das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) fördert über die Bundesförderung für effiziente Gebäude – Einzelmaßnahmen (BEG-EM) den Erhalt und die Neuanlage von Dachbegrünungen im Rahmen von Einzelmaßnahmen an der Gebäudehülle, außerdem Solarthermie-Anlagen zur Wärmeerzeugung. Seit 2023 erfolgt die Förderung in jedem Fördertatbestand als direkter Investitionszuschuss des BAFA.

Alternativ können selbstnutzende Gebäudeeigentümer seit dem 1.1.2020 die Kosten für eine wärmedämmende Dachbegrünung als Sanierungsmaßnahme bei der Steuer absetzen (§ 35c Einkommensteuergesetz).

Photovoltaikanlagen werden über das KFW-Kreditprogramm 270 gefördert.