Klimaschutz durch Solar-Energie

Wärme und Strom von der Sonne: Die Sonne strahlt jährlich ein Vielfaches der vom Menschen benötigten Energiemenge kostenlos auf die Erdoberfläche. Pro Quadratmeter und Jahr stellt uns die Sonne ungefähr 1.000 Kilowattstunden Energie zur Verfügung.

Die Umwandlung von Sonnenlicht in Wärme oder Strom geschieht umweltfreundlich, ohne die Emission des klimagefährdenden CO2.

Private Haushalte können Solarenergie sinnvoll nutzen

 

Thermische Solaranlagen können entweder das Trinkwasser erwärmen und / oder zusätzlich die Heizung unterstützen.

Die Thermische Solaranlage besteht aus den Solarkollektoren, der Solarstation mit Pumpen und Regelung und dem Warmwasser-Schichten-Speicher.

Die Solarkollektoren sind in südorientierte Dachflächen integrierbar. Die Dachneigung sollte zwischen 15° und 55° betragen (95% Ertrag), ideal sind 37° (100% Ertrag).

Grafik: Schema einer thermischen Solaranlage zur Trinkwassererwärmung und Heizungsunterstützung title=
Thermische Solaranlage

Solaranlagen zur Warmwasserbereitung werden so ausgelegt, dass sie in den Sommermonaten (Mai bis August) den Warmwasserbedarf vollständig decken. In den Übergangszeiten und im Winter wird das Strahlungsangebot dann lediglich zur Vorwärmung des Wassers genutzt.

Über das Jahr gesehen kann der Energiebedarf für die Warmwasserbereitung zu ca. 60% durch Sonnenenergie gedeckt werden.

Bei Einsatz von Solarthermischen Anlagen zur Warmwasserbereitung rechnet man bei Einfamilienhäusern mit 1,5 bis 2 m² Kollektorfläche pro Person.

Als notwendiges Speichervolumen geht man vom zweifachen des täglichen Warmwasserbedarfs aus, dies sind ca. 80 - 100 Liter pro Person und Tag. Diese Menge reicht dann aus, um auch ein oder zwei sonnenärmere Tage überbrücken zu können.

Typische Einfamilienhausanlagen bestehen aus 4 bis 4,5 m² Hochleistungskollektoren mit 300 - 350 Liter Solarschichtenspeicher.


Unter Photovoltaik versteht man die direkte Umwandlung von Sonnenenergie in elektrischen Strom. Die Umwandlung erfolgt durch Solarzellen, die in einem Solargenerator zusammengeschaltet sind.

Da die Solarstromerzeugung und der Stromverbrauch meist nicht gleichzeitig stattfinden, nutzt man das öffentliche Netz zum Ausgleich. Hierfür wird der vom Solargenerator erzeugte Gleichstrom in einem Wechselrichter in den üblichen Netzwechselstrom (230 Volt, 50 Hertz) umgewandelt und über einen Zähler in das öffentliche Netz eingespeist. Die elektrischen Verbraucher im Haus beziehen dann ihren Strom wie gewohnt über einen Sicherungskasten und den Bezugszähler aus dem öffentlichen Netz.

Da der Eigenverbrauch des selbst erzeugten Solarstroms seit einiger Zeit mit besonderen Solar-Vergütungen nach dem Erneuerbare Energien Gesetz (EEG) bedacht wird, empfiehlt sich ein zusätzlicher Zähler zur Ermittlung des selbst verbrauchten Solarstromanteils.


Grafik mit Schema einer netzgekoppelten Photovoltaikanlage title=
Schema einer netzgekoppelten Photovoltaikanlage

Bei guten Verhältnissen, das heißt Südorientierung, Neigungswinkel zwischen 30° und 45° und Verschattungsfreiheit, können Solarstromanlagen pro Kilo-Watt-peak (kWp) installierter Leistung, etwa 850 Kilowattstunden (kWh) Strom pro Jahr erzeugen.

Für eine 1.000 Watt-Anlage benötigt man ca. 8 bis 10 m² Dachfläche. Ein mit energiesparenden Geräten ausgestatteter Haushalt kann bereits mit einer 2 kWp-Anlage in der Jahresbilanz genauso viel Strom erzeugen wie er verbraucht.

Mit zunehmender Anlagengröße sinken die spezifischen Kosten für Installation, Anlage und Versicherung, so dass große, eventuell gemeinschaftlich gebaute Anlagen günstiger werden.



Das Kieler Solardach-Kataster

Die Landeshauptstadt Kiel hat ein Solardachkataster der Kieler Gebäude erstellen lassen. Die Luftbilder lassen Rückschlüsse darauf zu, wie gut sich ein Dach auf Grund von Ausrichtung und Verschattung für die Nutzung von Sonnenenergie eignet.

Rufen Sie hier den Stadtplan mit den Katastereinträgen auf.

Ausschnitt Stadtplan title=
Ausschnitt aus dem Solarpotenzialkataster für Kiel

Die im Juni 2011 fotografierten Dachflächen werden farblich markiert, um so vier Kategorien darzustellen: sehr gut für Solaranlagen geeignet, gut geeignet, geeignet oder ungeeignet.

Den Hauseigentümerinnen und Hauseigentümern soll das bei der Entscheidung helfen, ob sie in eine Solaranlage investieren wollen.

Die Satzung der Landeshauptstadt Kiel über die Ermittlung und Veröffentlichung des Solarpotentials der Dachflächen im Kieler Stadtgebiet (Solardachkatastersatzung) vom 14. Februar 2011 finden Sie hier.
 

Eigentümer*innen der abgebildeten Häuser und Grundstücke sowie Inhaberinnen und Inhaber grundstücksgleicher Rechte (Erbbaurechte) sowie Eigentümer*innen und Gemeinschaften nach dem Wohnungseigentumsgesetz können gegen die Veröffentlichung der sie betreffenden Informationen Widerspruch einlegen. Die entsprechenden Daten werden dann nicht veröffentlicht.

Den Widerspruch unter Angabe der postalischen Adresse des Gebäudes können Sie einlegen entweder per Brief an die Landeshauptstadt Kiel,  Amt für Bauordnung, Vermessung und Geoinformation, Fleethörn 9, 24103 Kiel oder per E-Mail an .

Für das Solarpotenzialkataster der Landeshauptstadt Kiel, auch Solardachkataster genannt, ist im Juni 2011 zunächst ein Bildflug zur Erhebung geeigneter Quellendaten durchgeführt worden. Die aufgenommenen Stereo-Luftbilder dienen einerseits der Erstellung einer stadtweiten Luftbildkarte (eines so genannten "Orthophotomosaiks") und sind außerdem die Grundlage für die photogrammetrische Auswertung zur 3D-Modellierung der Dachlandschaft.

Zunächst wurden aus den Stereo-Luftbildern die Dachflächen kartiert und für jede Teilfläche anschließend die Dachneigung, Dachausrichtung und Flächengröße ermittelt. Für die Detailflächenanalyse wurde eine Kachelgröße von 1 Meter x 1 Meter in der Dachfläche festgelegt.

Zur Berechnung aller auftretenden Verschattungen im Verlauf eines Jahres wurde ein aus den Stereo-Luftbildern erstelltes digitales Oberflächenmodell (aus der 3D-Punktwolke) verwendet. Hierbei wurden die Verschattung durch Nachbargebäude, Dachaufbauten, das Gelände und die Vegetation berücksichtigt.

Eine weitere Datenquelle waren für Kiel gültige Angaben zu den mittleren Monats- und Jahressummen der Globalstrahlung auf eine horizontale Normfläche von 1m² (in kWh/a*m²) des Deutschen Wetterdienstes (DWD) aus den Jahren 1981 bis 2010. Als Globalstrahlung wird die Summe aus direkter und diffuser solarer Strahlung bezeichnet.

Für Kiel beträgt die vom DWD für die Jahre 1981 bis 2010 angegebene mittlere jährliche Globalstrahlungssumme auf eine horizontale Einheitsfläche 984 kWh/m²*a. Für eine am Standort Kiel optimal ausgerichtete Einheitsfläche wurde daraus eine mittlere jährliche Sonnenenergie-Einstrahlung von 1.166 kWh/m²*a berechnet.

Aus diesen Quellendaten wurde für jede Dachteilfläche eine detaillierte Solarpotenzialanalyse durchgeführt, die die Dachneigung, Dachausrichtung, Flächengröße, Verschattung und das Mittel der lokalen jährlichen Globalstrahlungssummen der vergangenen 30 Jahre berücksichtigt.


  • Sehr gut geeignet: mehr als 1.020 kWh/m²*a
  • Gut geeignet: 870 bis 1.020 kWh/m²*a
  • Geeignet: 800 bis 870 kWh/m²*a
  • Nicht geeignet: weniger als 800 kWh/m²*a

Gründächer sowie Parkdächer wurden als ungeeignet eingestuft.

Für eine wirtschaftliche Nutzung zur Installation von Photovoltaik-Anlagen werden nur Flächen mit einer Mindestgröße von 15 Quadratmetern als geeignet angenommen. Kleinere Flächen wurden als ungeeignet eingestuft. Für Solarthermie sind unter Umständen auch Flächen unter 15 Quadratmetern geeignet.

Zu beachten ist, dass für eine zuverlässige Einschätzung der Eignung einer Dachfläche nicht nur die Solarpotenzialanalyse, sondern auch eine detaillierte Betrachtung der Vor-Ort-Situation herangezogen werden muss.

Relevant ist beispielsweise auch die Feinstruktur der Dachfläche. Das heißt, Dachgauben, Dachterrassen, Dachaufbauten, Schornsteine, Dachfenster, Antennen etc. müssen im Einzelfall nicht nur für die Verschattungsanalyse, sondern auch für die installationstechnische Planung berücksichtigt werden. Denn diese Elemente beeinflussen maßgeblich die tatsächlich solar-bautechnisch nutzbaren Flächenanteile.

Auch muss sichergestellt sein, dass die Dachkonstruktion eine ausreichende Tragfähigkeit für Solarmodule aufweist.

Bei Solaranlagen handelt es sich um bauliche Anlagen gemäß Landesbauordnung Schleswig-Holstein (LBO SH). Nach § 63 (1) 2.c LBO gehören Solaranlagen zu Anlagen der technischen Gebäudeausrüstung und sind in dem dort beschriebenen Maß verfahrensfrei, das heißt nicht baugenehmigungsbedürftig.

Es kann jedoch folgende planungs-, bau- und denkmalrechtliche Gründe geben, die die Installation einer Solaranlage genehmigungsbedürftig machen beziehungsweise nicht zulassen:

  • Das Gebäude ist ein Kulturdenkmal oder liegt im Umgebungsschutzbereich eines Kulturdenkmals. In diesem Fall gibt die Untere Denkmalschutzbehörde Auskunft.
  • Das Gebäude liegt im Bereich einer Erhaltungssatzung und Bedarf einer Genehmigung nach § 173 BauGB. Für diesen Fall gibt es Auskünfte beim Bauordnungsamt und beim Stadtplanungsamt.
  • Das Gebäude liegt im Bereich eines Bebauungsplans, der die zulässige Bedachung festsetzt. Auskünfte erteilen auch hier das Bauordnungsamt und das Stadtplanungsamt. Ein Antrag auf Befreiung von den Festsetzungen des Bebauungsplans ist beim Bauordnungsamt zu stellen.
  • Das Gebäude liegt in einem Gebiet gemäß Baunutzungsverordnung, dass keine gewerbliche Nutzung von Solaranlagen zulässt. Auskünfte erteilt das Bauordnungsamt.
  • Die geplante Solaranlage übersteigt die in § 63 (1) 2.c LBO definierten Maße und bedarf einer planungsrechtlichen Prüfung hinsichtlich der Zulässigkeit und einer Baugenehmigung. Auskünfte erteilt das Bauordnungsamt.



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Kontakt

 
Solarkataster

Landeshauptstadt Kiel
Amt für Bauordnung, Vermessung und Geoinformation
Rathaus, Fleethörn 9
24103 Kiel



 

 

Solarenergie-Nutzung

Landeshauptstadt Kiel
Umweltschutzamt
Holstenstraße 106
24103 Kiel

 
Jens Rasmussen

0431 901-3737