Erneuerbare Energien 05.01.2023, 08:00 Uhr

Solardachziegel – eine echte Alternative zu Photovoltaik-Modulen?

Optisch können sie überzeugen, doch sind Solardachziegel tatsächlich eine echte Alternative zu Photovoltaik-Modulen? Erfahren Sie in diesem Beitrag, wie leistungsfähig Solarziegel sind und was sie kosten.

Solardachziegel

Solardachziegel ermöglichen ein gleichmäßiges Verlegebild.

Foto: Autarq

Spätestens seit Tesla seine Version des Solardachziegels vorgestellt hat, bekommt die Alternative zur Aufdach-Variante einen neuen Schub. Die Anfragen steigen, die Menschen interessieren sich dafür. Dabei ist die Idee von Solarziegeln bereits seit vielen Jahren bekannt. Richtig durchsetzen konnten sie sich jedoch noch nicht. Wir wollen in diesem Beitrag die Technik genauer beleuchten: Welche Vorteile bieten Solardachziegel? Was taugen die Solarziegel im Vergleich Photovoltaik-Modulen? Wie sieht es mit den Kosten aus?

So funktionieren Solardachziegel

In der Regel werden die Module auf das fertig eingedeckte Dach gesetzt. Solaranlage und Dach bleiben somit eigenständige Komponenten. Das ist bei Solardachziegeln anders, sie sind Teil der Dachhaut und ersetzen herkömmliche Dachziegel oder Dachpfannen. Der Aufwand ist ungleich höher, auch eine nachträgliche Montage ist nicht so einfach möglich.

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Solardachziegel funktionieren wie konventionelle Solarzellen: Sie absorbieren die Sonnenstrahlen und wandeln sie in elektrische Energie um. Es handelt sich jedoch nicht um typische Module, die etwa 1,80 m x 1,0 Meter groß sind, sondern sie haben die gleiche Optik wie die jeweils verwendeten Dachziegel oder Dachsteine.

Oft wird nur ein Teil des Daches wird mit Solardachziegeln, der andere Teil mit Dachpfannen gedeckt, in der Regel reichen 50 Quadratmeter für ein Einfamilienhaus aus. Es spricht jedoch nichts dagegen, die komplette Dachfläche mit Solarziegeln zu realisieren.

Verlegt werden die Solarziegel prinzipiell wie herkömmliche Ziegel, kleinere Unterschiede gibt es jedoch. So müssen die einzelnen Solardachziegel miteinander verdrahtet werden, damit eine einheitliche Anlage entsteht. Das bedeutet einen erhöhten Zeitaufwand bei der Montage und ein entsprechendes Know-How.

Alle Verbindungskabel und Steckkontakte bleiben unter den Ziegeln verborgen und sind gegen Witterungseinflüsse geschützt. In der Regel lassen sich die Solardachziegel mit allen gängigen PV-Wechselrichtern kombinieren, manche Hersteller bieten den passenden Wechselrichter auch im Paket mit den Solarziegeln an. Der Anschluss kann übrigens durch den Elektriker auch zu einem späteren Zeitpunkt erfolgen, das Dach muss dafür nicht geöffnet bleiben.

Was ist der Unterschied zu einer Indach-Photovoltaikanlage?
Indach-Photovoltaikanlagen werden wie Solardachziegel anstelle von Dachziegeln verbaut. Sie ähneln von ihren Abmessungen aber eher den Aufdachmodulen, sind daher etwas auffälliger. Die Kosten für die Montage sind wiederum etwas geringer, da weniger Einzelteile verbunden werden müssen.

Aus welchem Material bestehen Solardachziegel?

Abgesehen von den Solarzellen selbst, gibt es Solardachziegel aus verschiedenen Materialien. Es lassen sich grundsätzlich zwei Varianten unterscheiden:

  • Solardachziegel mit Vertiefungen: Es gibt sie aus Kunststoff, Ton, Keramik oder Schiefer, die Solarzellen sind unauffällig eingelassen.
  • Solardachziegel aus einem Guss: Hier bilden die Solarzellen selbst die Ziegel, sie werden meist aus Quarzglas gefertigt.

Insbesondere Solardachziegel aus Quarzglas lassen sich auf den ersten Blick kaum von konventionellen Dachziegeln unterscheiden. Meist sind PV-Dachziegel jedoch etwas größer als herkömmliche Dachsteine. Wer sich nun fragt, ob die Statik des Hauses den Solarziegeln standhält: Die Solarziegel wiegen nicht mehr als herkömmliche Pfannen aus Ton oder Beton.

Welche Hersteller bieten Solardachziegel an?

Da wir eingangs Tesla erwähnt haben: Die Solarziegel des Herstellers werden zwar immer wieder lautstark angekündigt, aber in Deutschland erhältlich sind sie jedoch nach wie vor nicht. Sie sollen jedoch aus Quarzglas sein und wesentlich beständiger als herkömmlicher Dachziegel. Gerade testet Tesla die neueste Generation 3.5 seiner Solarziegel auf den Dächern seiner Mitarbeiter in den USA. Von Tesla wurden vier verschiedene Optiken fürs Solar Roof angekündigt: glatt, strukturiert, Schiefer-Optik und Toskana-Stil.

CCreaton PV-Autarq-Ziegel

Der Creaton Creaton PV-Autarq-Ziegel eignet sich auch gut für die Sanierung von Bestandsbauten.

Foto: Autarq

Einen Schritt weiter sind die beiden deutschen Hersteller Autarq und Kreaton. Der Innovator in  Sachen Solardachziegel und der größte deutsche Hersteller von Tondachziegeln sind eine interessante Kooperation eingegangen. Das Ziel ist es, Kräfte zu bündeln und mehr Menschen den Zugang zur Photovoltaik zu ermöglichen – und das bei besonders schöner Optik. Neben den bereits verfügbaren Modellen soll es bald auch Solardachziegel in rot geben.

„Das Creaton PV-Autarq-Dachziegelsystem ist modular aufgebaut und so auch für komplexere Dachflächen perfekt passend. Das macht es besonders attraktiv. Wir freuen uns, Dächer anbieten zu können, die klimaneutralen Strom selbst produzieren, speichern und verbrauchen können.“ Creaton-Vertriebsdirektor Florian Scherr

Die Technik von Autarq ist nicht nur in Solardachziegeln von Creaton verbaut, es gibt sie auch in Solarziegeln von Jabobi Walther. Beide Systeme haben die gleiche elektrische Leistung von 10 Wp pro Ziegel und eine Leistungsdichte von 120 W/m².  Etwas leistungsfähiger sind die Ziegel des norwegischen Herstellers Skarpnes mit 13 Wp pro Ziegel und einer Leistungsdichte von 130 W/m², ebenfalls powered by Autarq.

Erstmals erzeugen Solardachziegel Wärme und Strom

Einer Forschungsgruppe der TH Köln ist in Kooperation mit der Firma paXos Consulting & Engineering GmbH & Co. KG eine Innovation gelungen. Sie haben eine Solardachpfanne entwickelt, die eine gute Alternative zur klassischen Solaranlage darstellt. Und sie kann noch mehr: Wärme erzeugen. Das gelingt mit einer angeschlossenen Luft-Wärmepumpe.

„Viele Dachflächen in Deutschland werden nicht zur Energieerzeugung genutzt – dabei wäre dies ein wichtiger Baustein zum Gelingen der Energiewende. Wir möchten ein Angebot schaffen für den denkmalgeschützten Bestand und für Menschen, die wegen der Optik bisher auf Solar verzichtet haben“, Julian Münzberg, Projektleiter bei paXos.

Umfangreiche Leistungstests haben ergeben, dass die Solardachziegel ähnlich leistungsfähig wie eine konventionelle Photovoltaikanlage mit auf Ständern montierten Solarmodulen. Dadurch, dass sich der gesamte Wirkungsgrad der Anlage deutlich erhöht. Inzwischen wurden die Patente für die Solardachpfanne an einen Hersteller für Solarsysteme verkauft. Dieser übernimmt die Serienherstellung.

Hier berichten wir ausführlich über die innovative Solardachpfanne.

Solarziegel mit flexibler Decklänge

Bei dem Hersteller, der die Patente von paXos übernommen hat, handelt es sich um Meyer Burger aus der Schweiz. Die Solar Tiles des Schweizer Herstellers sollen ab 2023 für alle Kunden verfügbar sein, derzeit werden sie auf ausgewählten Referenzdächern verlegt. Eine Besonderheit der Solardachziegel: Dank flexibler Decklänge sind sie nicht mehr an ein festes Unterkonstruktionsmaß gebunden. Praktisch auch bei Sanierungen.

Die Solarziegel sollen bei Neu- und Ersatzeindeckungen, bei Objekten in Sanierungs- und Denkmalschutzgebieten sowie bei Häusern mit begrenzter Dachlast zum Einsatz kommen. Die Nennleistung wird mit 15 Wp pro Solardachziegel angegeben, die Effizienz soll bei 16,0 Prozent liegen. Die Vorderseite besteht aus strukturiertem Solarglas mit einer Stärke von 3,2 mm, die Rückseite aus Flachglas. Meyer Burger gibt auf Produkt und Leistung eine Garantie von 30 Jahren.

Solarziegel für Altstädte in Terrakotta-Ziegeloptik

Das italienische Familienunternehmen Dyaqua hat Solarziegel im Programm, die täuschend echt wie Terrakotta-Ziegel aussehen. Sie sind sogar so authentisch dem Vorbild der alten Römer, dass sie vom archäologischen Park von Pompeji genutzt werden. Dort versorgen sie das Beleuchtungssystem des Tourismusmagneten mit Energie. Hergestellt werden sie in Handarbeit von Giovanni Battista, seiner Frau, den beiden Kindern und zwei Angestellten.

Die als „Invisible Solar“ bezeichnetete Technologie kann das Aussehen eines beliebigen Baumaterials annehmen. Neben Ziegeloptik zum Beispiel noch Naturstein, Beton oder sogar Holz. Die Oberfläche aus einer ungiftigen und wiederverwertbaren Polymerverbindung ist undurchsichtig, aber für Sonnenstrahlen durchlässig. Im Inneren des Moduls befinden sich Standardzellen aus monokristallinem Silizium. Nach Angaben des Herstellers sind eine Vielzahl an Formen und Farben möglich. Das System soll sich zudem auf dem Dach, der Fassade und sogar für Außenbeläge wie Einfahrten, Parkplätze und Gehwege einsetzen lassen.

Hier erfahren Sie mehr über Dyaqua „Invisible Solar“

Wann lohnt sich der Einbau von Solarziegeln?

Es ist bereits angeklungen – der Einbau von Solardachziegeln lohnt sich insbesondere bei Neubauten oder wenn im Zuge von Sanierungsarbeiten das Dach sowieso neu gemacht werden soll. Eine nachträgliche Montage bei einem noch intakten Dach, macht wenig Sinn. Die benötigte Dachfläche muss erst abgedeckt und anschließend mit Solarziegeln neu gedeckt werden. Machbar ist das aber natürlich.

Ein möglicher Einsatzbereich von Solardachziegeln ist der Denkmalschutz. Eine Aufdach-Montage von Solarmodulen ist hier in der Regel nicht möglich. Eine dezente Eindeckung mit Solarziegeln wird hingegen oft erlaubt. So kommen dann auch Besitzer denkmalgeschützter Häuser in den Genuss von umweltfreundlichen Solarstrom.

Ob es wirtschaftlich für Sie lohnt, Solardachziegel anstelle von Aufputzmodulen zu installieren, erfahren Sie gleich. Sie sollten bei diesem Thema jedoch stets den alten Spruch im Hinterkopf behalten: Schönheit hat ihren Preis. Bei anderen Dingen wie für Autos, Möbel oder Kleidung zahlen Sie oft gerne einen höheren Preis für schönes Design.

Wie leistungsfähig sind Solardachziegel?

Wer sich für Solardachziegel entscheidet, erwartet eine ähnlich hohe Leistungsfähigkeit wie bei konventionellen Solarmodulen. Bei einem monokristallinem Solarmodul mit 60 Zellen und gutem Wirkungsgrad lässt sich im Durchschnitt eine Nennleistung von 300 bis 350 Watt erreichen. Diese sind 1,7 Quadratmeter groß, auf den Quadratmeter gerechnet ist von einer Leistung von etwa 150 bis 200 Wp auszugehen. Das Wp steht hier für Watt peak, was der Spitzenleistung entspricht.

„Solardachziegel haben den Vorteil, sich in Farbe, Form und Material variabel an die jeweilige Dachkonstruktion anzupassen, weisen aber höhere Kosten je installiertem Kilowattpeak auf und eine geringere Leistung im Vergleich zu den weitaus verbreiteteren Aufdach- oder Indach-Anlagen. Da Solardachziegel zu Photovoltaik-Anlagen zählen, werden diese durch das Erneuerbare-EnergienGesetz (EEG) gefördert, es gibt keine gesonderte Förderung für Solardachziegel.“ Carsten Körnig, Hauptgeschäftsführer Bundesverband Solarwirtschaft

Solarziegel erreichen nicht diese Leistungsfähigkeit, sie liegt bei etwa 100 bis 130 Wp pro Quadratmeter, abhängig von Hersteller und Modell. Für die gleiche Leistung muss daher mehr Dachfläche „geopfert“ werden. Da Solardachziegel sich jedoch optisch sehr gut eingliedern, sollte das verkraftbar sein. Vom höheren Preis jedoch abgesehen.

Insgesamt benötigen Sie für ein Einfamilienhaus eine Solarleistung von 5.000 bis 6.000 Kilowattstunden. Da ist es gleich, ob Sie das mit Hilfe von Solardachziegeln oder mit großflächigen Solarmodulen erzielen.

Wie sieht es mit der Lebensdauer aus?
Die Haltbarkeit von Solardachziegeln wird von der Lebensdauer der Solarzellen bestimmt. In Fachkreisen wird diese bei kristallinen Solarmodulen auf über 30 Jahre geschätzt. Die Lebensdauer von amorphen Solarzellen liegt zwischen 20 und 25 Jahren.

Was kosten Solardachziegel?

Das ist recht schwierig zu beantworten, der deutsche Hersteller Autarq gibt zum Beispiel einen Preis von 276 Euro pro Quadratmeter an. Allerdings ist hier die Installation noch nicht mit dabei. Verschiedene Internetportale haben errechnet, dass der Preis für die Installation von Solardachziegeln etwa 15 bis 20 Prozent höher liegt als für die Montage von Aufdachmodulen. Für 50 Quadratmeter Solarfläche sollten Sie mit Kosten ab 18.000 Euro aufwärts rechnen, inklusive Montage.

Dazu kommen noch die Kosten für die Dacheindeckung des restlichen Daches. Bei einer Gesamtfläche des Daches von insgesamt 100 Quadratmeter, werden nochmals rund 50 Quadratmeter normale Dachziegel inklusive Dämmung benötigt. Das kostet Sie rund 14.000 Euro, insgesamt liegen Sie somit für das gesamte Dach bei rund 32.000 Euro.

Und wie sieht es bei Aufdachmodulen aus? Hier müssen Sie zunächst das ganze Dach eindecken und dämmen lassen, das kostet rund 20.000 Euro. Die Photovoltaik-Anlage schlägt mit etwa 8.000 Euro zubuche. Insgesamt kommt sie das etwa 4.000 Euro günstiger. Bei einem intakten Dach sind die Preisunterschiede noch größer. Hier benötigen Sie nur das Solarmodul für 8.000 Euro, die Solardachziegel kosten wiederum 18.000 Euro. Dazu kommen 1.500 Euro für die Entsorgung der alten Ziegel.

Lohnen sich Solarziegel?
Aus wirtschaftlicher Sicht lohnen sich Solardachziegel bei einem Altbau mit intaktem Dach nicht. Bei einem Neubau oder wenn das Dach sowieso neu gemacht wird, sind Solardachziegel nicht unwesentlich teurer als Aufdach-Photovoltaikanlagen. Das liegt daran, dass die Solarziegel zwei Funktionen übernehmen – Solaranlage und Dacheindeckung.

Vor- und Nachteile von Solardachziegeln

Wer aufmerksam mitgelesen hat, wird bereits einige Vor- und Nachteile von Solardachziegeln erkannt haben. Hier kommen sie noch einmal kurz und kompakt auf einen Blick:

Vorteile:

  • Einheitliche Optik: Der sicherlich größte Pluspunkt. Wer sich am Anblick der Aufdach-Solarmodule stört, findet eine optisch nahezu unsichtbare Alternative.
  • Geringer Platzbedarf: Solardachziegel nehmen weniger Platz als Module ein, so lassen sich auch kleinere Flächen wie Gauben damit ausstatten.
  • Perfekt bei Denkmalschutz: Denkmalgeschützte Gebäude dürfen in der Regel nicht mit Aufdach-Modulen ausgerüstet werden, bei Solardachziegeln sieht es anders aus.
  • Einfacher Austausch: Ist ein Solarziegel defekt, lässt er sich recht einfach austauschen, besonders im Vergleich zu den großen Photovoltaik-Paneele.

Nachteile:

  • Höhere Kosten: Kauf und Montage der Solardachziegel sind rund 15 bis 20 Prozent teurer als Solarmodule. Das liegt am erhöhten Verkabelungsaufwand, aber auch an den Materialkosten.
  • Kleine Auswahl: Es gibt nur sehr wenige Hersteller von Solardachziegeln und diese haben oft nur ein, zwei Modelle in ihrem Sortiment.
  • Hoher Installationsaufwand: Es treffen die beiden Gewerke Dach und Photovoltaik aufeinander. Der Dachdecker verlegt die Solarziegel und verkabelt sie, der Elektriker übernimmt jedoch die Stringleitungen. Eine Anlage „komplett aus einer Hand“ wird selten angeboten.
  • Höhere Störanfälligkeit: Die vielen Steckverbindungen führen zu einer höheren Störanfälligkeit bei der Verkabelung. Die Suche nach der fehlerhaften Verbindung ist schwieriger.
  • Geringere Leistungsfähigkeit: Solardachziegel besitzen bei gleicher Fläche eine geringere Leistungsfähigkeit als konventionelle Solarmodule. Sie beansspruchen daher eine größere Dachfläche.
Gut zu wissen:
Solardachziegel werden ebenso wie Photovoltaik-Anlagen gefördert. Welche Förderungsmöglichkeiten es gibt, hängt von der Region ab, in welcher die Immobilie steht. Hierzu sollten Sie sich vor dem Kauf gründlich informieren. Förderungen gibt es von der KfW, aber auch viele Bundesländer bieten Förderungen an.

Schöne Optik zu einem hohen Preis

Im Vergleich zu einer herkömmlichen Photovoltaik-Anlage sind Solardachziegel ungleich teurer, insbesondere wenn eine nachträgliche Montage geplant ist. Bei einem Neubau oder wenn das Dach sowieso neu gemacht wird, sind die Kostenunterschiede nicht mehr ganz so groß. Der optische Vorteil ist, dass sich die Solarziegel nicht so stark von einem normalen Dach abheben. Aus diesem Grund sind sie häufig auch für denkmalgeschützte Häuser geeignet.

Ein Beitrag von:

  • Dominik Hochwarth

    Redakteur beim VDI Verlag. Nach dem Studium absolvierte er eine Ausbildung zum Online-Redakteur, es folgten ein Volontariat und jeweils 10 Jahre als Webtexter für eine Internetagentur und einen Onlineshop. Seit September 2022 schreibt er für ingenieur.de.

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