Forschungsprojekt: Gründächer mit Wasserrückhaltesystem kühlen Photovoltaik-Anlagen

Eine Wissenschaftler-Gruppe unter der Leitung des Niederländischen Wasserforschungsinstituts hat untersucht, inwieweit ein blau-grünes Dach – also ein bepflanztes Dach mit einem Wasserspeicher darunter – kühlend auf Photovoltaik-Module wirkt. Sie sind zu dem Ergebnis gekommen, dass bei dieser Art von Dach die Oberflächentemperatur im Vergleich zu einem herkömmlichen Bitumendach um bis zu 4,64 Grad niedriger liegen kann.

Die Wissenschaftler haben eine Reihe von Tests mit einer Photovoltaik-Anlage durchgeführt, die auf einem so genannten konstruierten Nassdach in einem Wohnhaus in Amsterdam installiert war. Bei künstlichen Feuchtdächern handelt es sich um Dächer, die die natürlichen Prozesse der Feuchtgebietsvegetation, des Bodens und der damit verbundenen mikrobiellen Vorgänge nutzen, um die Wasserqualität zu verbessern. Das für das Forschungsprojekt verwendete Bewässerungssystem stützt sich auf eine zusätzliche Wasserversorgung, die aus dem Grauwasser von Duschen stammt.

26 Pflanzenarten auf dem Dach

Das Dach wurde außerdem mit einem Regenwasserrückhaltesystem Permavoid 85s, einem Kapillarbewässerungssystem und einer Substratschicht von sechs Zentimetern Dicke ausgestattet. „Mit Hilfe des aufbereiteten Grauwassers wird der Wasserstand in der Wasserspeicherschicht unter der Vegetation auf mindestens 50 Millimeter gehalten, wodurch eine ausreichende Wasserversorgung der Vegetation gewährleistet wird”, erklärte die niederländische Gruppe und fügte hinzu, dass auf den Decken des Dachs 26 einheimische Pflanzenarten ausgesät wurden.

Die Kühlleistung des BGR wurde mit der eines Bitumendachs über ein System von Temperatursensoren verglichen. Beide Dächer wurden mit 405-Watt-Modulen des chinesischen Herstellers Jinkosolar ausgestattet, die Gesamtleistung der Anlage lag bei 23,7 Kilowatt. Die Module wurden mit einem Neigungswinkel von 20 Grad in einer nach Süden ausgerichteten Position angeordnet.

“Die Paneele für die detaillierte Überwachung wurden so ausgewählt, dass die Paneele auf den blau-grünen und den Bitumendächern so nah wie möglich beieinander liegen, wobei die Paneele, die am nächsten am Dachrand liegen, von der Studie ausgeschlossen wurden, da sie stärker von Windeinflüssen und weniger von der Vegetation beeinflusst werden”, so die Forscher.

Stromertrag steigt um bis zu 4,4 Prozent

Bei ihrer Analyse stellten die Wissenschaftler fest, dass die Solaranlage auf den blau-grünen Dächern bei Temperaturen über zehn Grad mehr Strom und eine höhere Energieausbeute von bis zu 4,4 Prozent bei ähnlicher Bestrahlungsstärke im Vergleich zum Bitumendach erzeugte.

Sie stellten auch fest, dass die blau-grünen Dächer aufgrund ihrer Lage stärker dem Sonnenlicht ausgesetzt sind. „Das bedeutet, dass unsere Ergebnisse eher konservativ sein könnten, so dass die blau-gründen Dächer bei ähnlichen Schatteneffekten möglicherweise noch besser abschneiden könnte als hier gemessen”, so die Forscher.

Die Ergebnisse der Gruppe wurden in dem Artikel “Increasing solar panel output with blue-green roofs in water-circular and nature inclusive urban development” vorgestellt, der kürzlich in der Zeitschrift Building and Environment veröffentlicht wurde.

„Insgesamt haben wir gezeigt, dass ein blau-grünes Photovoltaik-Dach eine Win-Win-Win-Situation sowohl für die Strom-Produktion als auch für den lokalen Wasserhaushalt und die biologische Vielfalt schafft”, so die Wissenschaftler. „Künftige Forschungsarbeiten könnten die Auswirkungen von Wind und Albedo, unterschiedliche Höhen der Solarmodule über dem Dach und die Entwicklung der Vegetation sowie die Auswirkungen dieser sich verändernden Vegetation auf die Photovoltaik-Leistung besser untersuchen.“