Grün und Photovoltaik auf dem Dach
Solarspar setzt Massstäbe bei der Kombination von PV-Gründächern
Durch die enge Zusammenarbeit mit der Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften (ZHAW) treibt Solarspar seit 2012 die Forschung und Entwicklung neuer Lösungen voran, um die Synergien von Solarenergie und Begrünung auf Dächern optimal zu nutzen.
Begrünung und Photovoltaik – ein scheinbarer Widerspruch?
Unsere Dächer bieten ein enormes, bislang wenig genutztes Potenzial – sowohl für die ökologische Aufwertung durch Begrünung als auch für die klimafreundliche Stromproduktion mittels Photovoltaik. Während Solaranlagen heute vielerorts Standard sind und in einigen Kantonen bei Neubauten bereits vorgeschrieben werden, sind begrünte Dächer noch selten, obwohl Städte wie Zürich (seit 1991) oder Basel (seit 1999) eine Begrünungspflicht für Flachdächer eingeführt haben.
Die Vorteile von Gründächern sind vielfältig und wissenschaftlich gut belegt: Sie verbessern die Wärmedämmung der Gebäude, optimieren das Raumklima und senken dadurch den Energiebedarf für Heizung und Kühlung. Zudem schützen sie die Dachabdichtung vor extremen Temperaturschwankungen und verlängern deren Lebensdauer deutlich. Durch die Verdunstung entsteht ein natürlicher Kühleffekt, der sich positiv auf das Stadtklima auswirkt. Gleichzeitig binden Gründächer CO₂ und Schadstoffe, speichern Regenwasser und entlasten so die Kanalisation bei Starkregen. Nicht zuletzt schaffen sie wertvolle Lebensräume für Pflanzen und Tiere – ein bedeutender Beitrag zur Förderung der Biodiversität im urbanen Raum.
Trotz dieser vielen Vorteile werden kombinierte Lösungen aus Dachbegrünung und Photovoltaik bislang nur vereinzelt umgesetzt. Ein wesentlicher Grund hierfür ist der vermeintliche Zielkonflikt zwischen ökologischer Begrünung und der Produktion von Solarstrom. Oft wird angenommen, dass der Platz für beides nicht ausreicht, da herkömmliche PV-Anlagen unverschattete Flächen erfordern, was die Integration dichter Begrünungen erschwert.
Forschung für Lösungen: Solarspar und die ZHAW
Genau hier setzt Solarspar an: Seit 2012 arbeitet Solarspar mit der ZHAW an der Forschung zur optimalen Kombination von Gründächern und Photovoltaik. Ziel ist es, den vermeintlichen Zielkonflikt zwischen Begrünung und Solarstromproduktion durch faktenbasierte Erkenntnisse zu lösen und praktikable Anwendungen zu entwickeln.
Bei der ersten Testanlage 2012 auf dem Werkhof Scheidegg in Winterthur wurde der Kühleffekt der Pflanzen auf die Module geprüft. Denn Siliziumzellen produzieren besser, wenn sie nicht ganz so heiss sind (0,3–0,5 % Mehrertrag pro Grad tiefere Temperatur). Der Kühleffekt – das Gründach war zwei Grad kühler als das Kiesdach – konnte auf dem Werkhof nachgewiesen werden, der Mehrertrag war aber eher bescheiden.
Bei der zweiten Testanlage, die 2015 auf einem Seniorenheim in Winterthur errichtet wurde, standen neben dem Stromertrag die Biodiversität und die Speicherung des Regenwassers im Fokus. Zudem wurde getestet, ob Pflanzen mit silbernem Laub mit ihrer Reflektion einen zusätzlichen Stromertrag generieren. Für diesen Zweck wurde eine der ersten bekannten Testanlagen mit bifazialen Solarmodulen realisiert.
Mit diesen Testanlagen hat Solarspar eine Pionierleistung erbracht, die auch in Fachkreisen Beachtung fand. Heute gelten die Synergieeffekte zwischen Photovoltaik und Dachbegrünung als gut erforscht und weitgehend anerkannt.
Erfolgsfaktoren für grüne Solarflächen
Die Erkenntnisse aus den Forschungsprojekten zeigen: Für eine effiziente Kombination von Photovoltaik und Dachbegrünung ist eine präzise Abstimmung von Pflanzenwahl, Bauweise und Substrat entscheidend. Pflanzen dürfen die Höhe der Solarmodule nicht überschreiten, da Schattenwurf zu Ertragseinbussen und beschleunigter Alterung der Module führen kann. Gleichzeitig benötigen die Pflanzen ausreichend Luft zur Verdunstung – eine zu niedrige Unterkonstruktion erzeugt Hitzestau und lässt die Vegetation vertrocknen. Entscheidend ist ein durchdachtes Pflanz- und Substratkonzept, das den besonderen Bedingungen auf Dächern gerecht wird. Mediterran geprägte Verhältnisse mit geringer Humusschicht und hoher Sonneneinstrahlung erfordern trockenresistente Arten. Ebenso wichtig ist die Wasserspeicherung: Moderne Systeme nutzen strukturierte Speicherelemente unter dem Substrat. Zusätzliche Rückhaltekapazität kann durch leicht erhöhte Abläufe geschaffen werden, über die überschüssiges Wasser über Dochtvliese wieder ins System zurückgeführt wird – eine gute Lösung zur Überbrückung längerer Trockenperioden.
Damit Dachbegrünung und Photovoltaik langfristig erfolgreich zusammenspielen, braucht es mehr als nur Technik. Entscheidend ist eine enge und respektvolle Zusammenarbeit zwischen Dachdecker, Dachgärtner und Solateurin.
Solarspar-Magazin 2025/02, Marion Elmer
Neues Pilotprojekt: Opernhaus Kügeliloo
Seit 2019 produziert eine kombinierte PV- und Gründachanlage auf dem Lagergebäude des Zürcher Opernhauses Kügeliloo jährlich rund 850'000 kWh Solarstrom. 2'660 schmetterlingsförmig aufgeständerte Module mit Ost-West-Ausrichtung sind auf einer artenreichen Begrünung installiert, die von vier Mährobotern gepflegt wird.
Sechs Jahre nach der Erstinstallation wurde die Anlage um einen bisher ungenutzten Streifen am östlichen Dachrand erweitert. Statt senkrechter Aufständerung (aus ästhetischen Gründen unerwünscht) kamen erneut Ost-West-orientierte Module zum Einsatz, nun jedoch mit verbesserter Technik: Die neue Unterkonstruktion ist materialeffizienter und lässt sich schneller montieren.
Auch die Begrünung der neuen Fläche wurde weiterentwickelt. Vier unterschiedlich gestaltete Testbereiche untersuchen unter anderem verschiedene Substrathöhen, Speichersysteme für Regenwasser sowie kapillare Bewässerungslösungen. Das Substrat wurde mit mikrobiologisch aktivierter Pflanzenkohle ergänzt, um die Bodenqualität zu erhöhen. Die Einsaat erfolgt im Frühjahr, um extreme Hitzeperioden zu vermeiden – eine Lehre aus der ersten Bauetappe, bei der hohe Temperaturen das Pflanzenwachstum beeinträchtigten. Begleitende ökologische Elemente wie Sandinseln, Asthaufen und Totholz sorgen für zusätzliche Biodiversität und dienen Insekten als Rückzugs- und Nistplätze.
Die neuen Module liefern mit 430 Watt deutlich mehr Leistung als die ursprünglich verbauten 310-Watt-Modelle, wodurch die Gesamtleistung der Dachanlage nun rund 880 kWp beträgt.
