Luft nach oben: Flächenpotential für Solarthermie und Photovoltaik

Nachdem ich hier schon den Fahrplan Solarwärme des Bundesverbandes Solarwirtschaft (BSW-Solar) vorgestellt habe – Kostenentwicklung, Ausbauszenarien und  Marktentwicklungschancen für mehr Solarwärme bis 2030 – soll es heute um das Flächenpotential auf deutschen Dächern gehen. Denn das ist noch lange nicht ausgeschöpft. Dabei müssen Solarthermie und Photovoltaik sich nicht einmal Konkurrenz machen, sondern können einander sinnvoll ergänzen.

Die Hälfte aller Dachflächen sind geeignet

Denn laut Fahrplan Solarwärme sind zwischen 45 und 55 % aller Dachflächen für den (wirtschaftlich sinnvollen) Einsatz von Solarthermie geeignet – und das ist nur der gegenwärtige Bestand an Einfamilienhäusern. Bist 2030 könnten 75 % davon „solarisiert“ werden, ohne den Photovoltaik-Ausbau einzuschränken. Insgesamt stehen auf Dächern, Fassaden und Freiflächen gut 2000 Quadratkilometer zur Verfügung; das ist ungefähr so viel wie die Fläche von Berlin, Hamburg und Wien zusammen. Zieht man die bereits mit Photovoltaik oder Solarthermie ausgestatteten Dächer ab, bleibt immerhin ein Potential von 6 bis 8 Millionen Dächern allein im Wohngebäudebestand.

Nicht alles, was technisch geht, ist am Markt realisierbar

Das Leitszenario „Forcierte Expansion“ des Fahrplans Solarwärme konzentriert sich auf die am Markt realisierbare Absatzmenge, die vorläufig noch geringer ist als das technisch nutzbare Potential. Sie hängt vor allem davon ab, wie sich die Solarwärme bis 2030 im Wettbewerb positionieren lässt, von der Entwicklung der Fördersituation sowie vom Interesse und dem Budget potentieller Kunden. Eine volle Ausnutzung des technischen Potentials ist außerdem nicht immer sinnvoll, da ein Mehr an Kollektorfläche ab einem gewissen Punkt nur noch geringen wirtschaftlichen Nutzen bringt. Wie viel Kollektorfläche man zum Heizen mit der Sonne braucht, hängt vom Einsatzzweck und der Art des Kollektors ab. Für die Warmwasserbereitung können als Faustwert pro Person etwa 1,5 qm Flachkollektorfläche angesetzt werden; beim effizienteren Röhrenkollektor benötigt man nur etwa  1 qm. Wer zusätzlich Heizungswärme erzeugen möchte, benötigt mehr Kollektorfläche, abhängig von der Größe des Hauses und seinem Energiestandard. Der Fahrplan Solarwärme geht im Szenario Forcierte Expansion von durchschnittlich 12,9 qm Kollektorfläche pro Dach aus. Bis zu 80 % des Dachflächenpotentials können ohne Konflikt mit der Photovoltaik für die Solarthermie ausgeschöpft werden. Dazu kommen noch ungehobene Schätze im Neubaubereich, bei Fassaden und Freiflächen sowie Industrie- und Gewerbegebäuden.

Ausschöpfung des solaren Dachflächenpotentials auf Ein- und Zweifamilienhäusern

Ausschöpfung des solaren Dachflächenpotentials auf Ein- und Zweifamilienhäusern. Es ist Platz für Solarthermie und Photovoltaik.

Gewerbe und Industrie, ein ungehobener Schatz

Noch weitgehend unberührt von solarthermischer Nutzung sind die 4,35 Millionen Nichtwohngebäude in Deutschland. Der überwiegende Teil entfällt auf Gewerbe und Industrie. Gut ein Viertel davon sind für das Heizen mit der Sonne geeignet, ausgehend von einer durchschnittlichen Kollektorgröße von 21 qm. Solarthermieanlagen könnten hier insbesondere zur Erzeugung von Prozesswärme bis 100 Grad beitragen.

Titelfoto: (c) Daniel

Grafik: www.solarwirtschaft.de | (c) BSW Solar

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7 Kommentare zu “Luft nach oben: Flächenpotential für Solarthermie und Photovoltaik”

  1. Roland Mösl

    Schon 1992 schrieb ich in meinen Buch „Aufstieg zum Solarzeitalter“, daß Photovoltaik und Wärmepumpe den Sonnenkollektor überlegen sind, weil diese im Winter mehr Wärme erzeugen können.

    Dieser Vorgang wird auch immer offensichtlicher bei sinkenden Photovoltaikpreisen.

    Weiters ist die Aussage „50% der Dachflächen sind geeichnet“ eine Aussage die nur bei den heutigen unhaltbaren Rahmenbedinungen zutrifft.

    Bei einem Umbau des Steuersystems weg von Menschen besteuern hin zu Resoruce besteuern gibt es Szenarien, wo ein 45 Grad abfallendes Norddach noch sehr intressant ist.

    Sowohl für den Einzelnen, bringt auch noch 400 kWh Jahresertrag, als auch für die Gemeinschaft,
    ein Norddach bringt bei bewölktem Himmel mehr Strom als bei Sonnenschein, macht also den Unterschied im Stromertrag zwischen Sonne und Wolken geringer.

    1. Sabine E. Rädisch Post Author

      Danke für diesen Beitrag. Verstehe ich Sie richtig, dass aus Ihrer Sicht langfristig sogar mehr als die Hälfte der Dachflächen für die Solarenergienutzung geeignet sind? Darüber hinaus tue ich mich schwer, Ihrer Argumentation zu folgen. Es ist doch so, dass gerade im Winter die direkte Umwandlung von Sonnenenergie in Wärme interessant ist, während die Photovoltaikanlage nur wenig bis gar keinen Strom mehr erzeugt. Das Heizen mit Strom sehe ich als fatale Entwicklung.

    2. Roland Mösl

      Hier liegt eben der Denkfehler. Gerade im Winter kann Photovoltaik und Wärmepumpe viel mehr Wärme erzeugen als der Sonnenkollektor.

      Nehmen wir mal 20 kW Peak Photovoltaik. Auch bei einem sehr stark bewölktem Dezembertag kann man damit 10 kWh Tagesertrag an Strom erwarten, Sonnenkollektor 0 kWh. Mit der Wärmepumpe werden daraus 50 kWh Wärme.

      Saisonspeicher:
      Große Wärmespeicher sind sehr kostenaufwendig. Das war vor 20 Jahre die große Kostenfalle, als man dachte Wärme vom Sommer in riesigen Speichern in den Winter zu retten.

      Die Photovoltaik kann im Sommer Überschuß produzieren, der über die Kette
      Strom zu Methan -> bereits existierende unterirdische Gasspeicher -> bereirts existiereden GuD Kraftwerke mit bis knapp über 60% Wirkugnsgrad im Winter zu Strom gemacht werden kann.

      Die Kosteneffizienz von diesem Weg ist wesentlich höher als beim Sonnenkollektor.

  2. Cornelia Daniel

    Ich finde diese Diskussion sehr spannend und wichtig. Eine definitive Antwort darauf gibt es leider nicht, weil sehr viele Variablen eine Rolle spielen und sich jeder seine Systeme so richtigrechnet wies ihm grad passt. Was mir komisch erscheint. Warum vergleicht man ein Doppelsystem Photovoltaik und Wärmepumpe mit einem Einzelsystem und nicht Solarthermie + WP und PV + Wärmepumpe. Ich persönlich bin ja ein Fan der Dreierkombiniation, aber die ist im Hausbau noch etwas aufwendig aber bei Großanlagen die deutlich überlegenere Variante. Vor allem dann wenn ich wirklich viel Wärme brauch und nicht nur die paar kWh in einem Niedrigstenergiehaus, wo das durchaus Sinn machen kann.

    Auch bei so Pauschalaussagen zum Kollektorertrag würde ich aufpassen. Das kommt sehr stark auf die Technologie an. Ich arbeite gerade an einem Artikel zum Vergleich verschiedener Kollektoren. Das Problem ist, dass es zu viel schlechte Kollektoren auf den Dächern gibt, weil eben die falsche Förderpolitik nach m2 und nicht nach Leistung verfolgt wurde.

    Methanisierung ist ebenfalls eine tolle Sache die kommen wird, aber noch nicht wirtschaftlich.

    1. Sabine E. Rädisch Post Author

      Solarthermie + WP und PV + Wärmepumpe

      Das ist ein wichtiger Punkt, Cornelia. Der Fahrplan Solarwärme sagt ja auch ausdrücklich, dass genug Platz für beide Nutzungen da ist – Photovoltaik und Solarthermie.

  3. Cornelia Daniel

    Hui, hab mir jetzt auch noch das Berechnungsmodell für den Wintertag angeschaut und mit meiner eigenen Anlage verglichen. Ich wüsste gerne, welche Module Sie bei Ihrer Anlage haben. Nicht falsch verstehen, ich bin eine großer Fan der Photovoltaik, aber man sollte schon bei aller Euphorie bei den Fakten bleiben.

    Für diese Rechnungen muss schon seehr viel stimmen und kommt sehr stark auf die WP an. Meine 9 kWp Anlage hat an den schlechtesten Tagen eher 1-3 kWh Ertrag. Ein COP von 5 ist in der Praxis bei kalter und nebeliger Außenluft wohl auch schwierig bis gar nicht zu erreichen.

    Ich bin grad auf der Suche nach reelen Zahlen, leider ist da noch sehr viel Theorie und vor allem Ideologie enthalten und hoffe, dass ich mir selbst bald ein besseres Bild, abseits von ideologischen Grabenkämpfen bilden kann.

    1. Cornelia Daniel

      und noch was… eine 20 kWp Anlage auf einem Hausdach möcht ich mal sehen, die Anlagen sind ja meist eher in der Grössenordnung von 3-5 kWp.

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