Solarcarport: So sparst du Strom (und Geld) mit deinem Carport
Du spielst mit dem Gedanken, das Dach deines Carports zur Erzeugung von Solarenergie zu nutzen? Wir erklären, welche Voraussetzungen ein Solardach braucht und welche Möglichkeiten zur Erzeugung von Solarstrom und / oder Solarwärme du mit einem Carportdach hast. Außerdem verraten wir, wie du dein Vorhaben praktisch umsetzen kannst und wie hoch der Aufwand ist, mit dem du rechnen musst.
Es gibt gute Gründe dafür, ein Carportdach und nicht das Wohnhausdach zum Solardach umzurüsten. So könnte das Dach deines Wohnhauses beispielsweise zu wenig Installationsfläche für die Solaranlage bieten, weil dort Dachfenster oder Gauben (zu)viel Platz besetzen. Oder dein Haus ist verschattet: zum Beispiel durch Bäume oder Nachbargebäude. Oder dein Haus steht extrem ungünstig in Richtung Sonne, sodass der voraussichtliche Sonnenertrag von vornherein gering ausfiele. Oder dein Haus muss optisch zu den benachbarten Gebäuden passen, sodass eine offensichtliche Solaranlage auf dem Dach nicht gestattet ist oder aber dein Haus steht unter Denkmalschutz und darf nicht verändert werden. Bevor du dir jedoch eine Solaranlage für den Carport anstelle des Wohnhausdachs zulegst, solltest du zwei grundlegende Punkte klären:
Eignet sich dein Carport als Solarcarport?
Welche Art der Solarenergie willst mit deiner Solaranlagen erzeugen?
Hat dein Carport das Zeug zum Solarcarport?
Die Frage, ob dein Carport das Zeug zum Solarcarport hat, hängt von der Sonne ab. Die Investition in Solartechnik lohnt sich schließlich nur, wenn ausreichend Sonnenenergie zur Verfügung steht.
Dazu musst du wissen: Die globale Sonnenstrahlung verteilt sich recht unterschiedlich über die Erdoberfläche. Für Deutschland beispielsweise gilt: Im Norden summiert sich die auftreffende Solarenergie auf 900 bis 1.000 Kilowattstunden (kWh) pro Quadratmeter (m²). In Süddeutschland sind es dagegen deutlich mehr: Dort kommst du in sonnenreichen Regionen pro Jahr auf bis zu 1.200 kWh/m². Nur, damit du eine Vorstellung von der immensen energetischen Kraft der Sonne bekommst: Die genannten Energiemengen pro Quadratmeter entsprechen in etwa der Menge an Energie, die in 100 bis 120 Litern fossilem Heizöl beziehungsweise Heizgas stecken.
Aber: Längst nicht alle der energieliefernden Sonnenstrahlen lassen sich mithilfe einer Solaranlage in nutzbare elektrische Energie (Solarstrom) oder thermische Energie (Solarthermie beziehungsweise Solarwärme) umwandeln. Solarexperten gehen davon aus, dass bis zu 50 Prozent der Globalstrahlung verloren geht. So sind es um die 450 bis 600 kWh, die du mit einer Solarstromanlage (Photovoltaik-Anlage, kurz: PV-Anlage oder PVA) oder Solarwärmeanlage (Solarthermie-Anlage, kurz: ST-Anlage oder STA) „ernten“ kannst.
Das heißt, je südlicher dein Solarcarport in deutschen Landen steht, umso mehr Sonnenstrahlen bekommt es ab und erbringt umso höhere Erträge.
Je nach Bauweise und Material erfüllt dein Einzelcarport bzw. Doppelcarport mehr oder weniger die Voraussetzungen für ein Solarcarport. Denn nicht jeder Standort auf deinem Grundstück und nicht jedes Carportmodell eignet sich, um maximale Solarerträge zu erwirtschaften. Wir erklären dir im Folgenden, wann sich ein Solarcarport für dich lohnt.
Ausrichtung gen Sonne
Wer kennt nicht den Spruch: "Im Osten geht die Sonne auf, im Süden nimmt sie ihren Lauf, im Westen wird sie untergeh‘n, im Norden ist sie nie zu seh‘n"? Demnach empfangen Carportdächer, die nach Süden, Südosten und Südwesten ausgerichtet sind, mehr Sonne als solche, die nach Norden zeigen.
Tragfähigkeit des Carports
Carports gibt es in unterschiedlichen Formen und Materialien. Je nach Konstruktionsweise hast du neben dem schützenden Dach auch eine bis drei schützende Seitenwände. Das heißt, Carports sind nach mindestens einer und maximal drei Seiten offen. Das unterscheidet sie von massiven Holzgaragen. Carports werden nach der Art und Weise ihrer Aufstellung in frei stehende und Anlehn-Modelle unterschieden. Das Platzieren des Carports an der massiven Wand des Wohnhauses, Schuppens oder Gartenhauses spart einerseits Kosten, weil dort keine extra Carportwand mehr gebraucht wird; andererseits hat die Lösung eines Anlehn-Carport buchstäblich Schattenseiten: Das meist größere Gebäude wirft ungünstigenfalls seinen Schatten auf die Solaranlage auf dem Carportdach.
Im Vergleich zu massiv gebauten Gebäuden ist der Carport ein Leichtgewicht. Es ist in Leichtbauweise konstruiert. Carportgestelle sind aus Holz, Metall (Stahl und Aluminium) oder Kunststoff gemacht. Die passenden Verschlusselemente für die Seiten, die sich häufig modular und auch im Nachhinein einsetzen lassen, bestehen beispielsweise aus Stahlblech, Holz, Glas, Wood-Plastic-Composite-Platten (sogenannte WPC-Platten), High-Pressure-Laminaten (sogenannte HPL-Platten) und Polycarbonat-Doppelstegplatten. Um eine mehrere 100 Kilogramm schwere Solaranlage zu tragen, muss das Carport entsprechend stabil und sicher konstruiert sein. In unserem Shop findest du eine Vielzahl an Carports - lass dich von der Vielfalt inspirieren und betrachte die Angebote unbedingt aus der Sicht eines künftigen Solarenergieerzeugers!
In unserem Onlineshop findest du eine Vielzahl an Carports aus Aluminium und Holz.
Neigungswinkel des Carportdachs
Die Vielfalt der möglichen Bauarten ergibt eine Vielzahl unterschiedlicher Carports: Wähle das für dich passende Carport abgestimmt zu Bau- und Wohnstil sowie Budget. Wer mehr dazu lesen will, schaut am besten in unsere Magazin-Rubrik "Carports".
In Bezug auf einen möglichst hohen Solarertrag kommt es beim Umbau eines Carports zum Solarcarport insbesondere auf dessen Dachform an. Grundsätzlich gibt es Carports mit den verschiedensten Dachformen: von einfach (Flachdach, Pultdach) bis hin zu aufwendig (Sattel-, Walm- oder Tonnendach). Als Solardach haben sich flache und pultförmige Carportdächer bewährt.
Sie bieten die Möglichkeit, die Solaranlage nahezu waagerecht zu installieren. Damit kommst du den eingangs genannten Höchstwerten an auftreffenden Solarstrahlen am nächsten. Bedenke, dass mit dem täglich sowie im Jahresverlauf wechselnden Sonnenstand der Einfallswinkel der Sonnenstrahlen auf die Anlage sowieso variiert – und damit auch der Ertrag der Anlage. Auf einem suboptimal geneigten Carportdach kannst du eine Solaranlage, notfalls auch aufständern, um den Neigungswinkel gen Sonne zu verbessern.
Verschattung des Carports
Die Nachteile einer Verschattung des Carportdachs haben wir bereits erklärt. Doch nicht nur im beschriebenen „Anlehnungsfall“ ergibt sich ein ertragsmindernder Schatten. Auch Bäume, Berge und andere Gebäude werfen mitunter Schatten auf eine Solaranlage.
Eine künftige Verschattung deines Solarcarports solltest du also mit langer Vorausschau prüfen: Bäume auf dem eigenen oder dem Grundstück des Nachbarn werden wachsen, bisher noch freie Flächen werden vielleicht bebaut oder flache Gebäude in Zukunft womöglich aufgestockt. Das heißt, wo heute noch eitel Sonnenschein ist, kann morgen schon Schatten sein.
Hast du alle vorgenannten Aspekte geprüft und bist du zu dem Schluss gekommen, dass dein Carport durchaus das Zeug zum Solarcarport hat, dann raten wir bei aller Vorfreude dringend dazu, das Ganze auch von einem Fachmann bewerten zu lassen. Wen du zurate ziehst, Photovoltaik- oder Solarthermie-Experten, das hängt auch davon ab, welche Art von Solaranlage du dir aufs Carportdach bauen (lassen) willst.
Was soll aufs Solardach: Photovoltaik? Solarthermie? Oder beides?
Grundsätzlich hast du zur Bestückung deines Carportdachs die Wahl zwischen einer
Photovoltaik-Anlage, mit der du aus Sonnenlicht nutzbaren elektrischen Strom erzeugst,
und einer Solarthermie-Anlage, mit der du aus Sonnenwärme nutzbare Wärme zur Erzeugung von Warmwasser (Brauchwasser zum Waschen, Duschen, Baden in Küche und Bad) und/oder Heizwasser machst.
Welche Technologie du installierst, das solltest du in erster Linie von deinem Energiebedarf abhängig machen: Brauchst du im Haushalt (Haus und Garten) viel Strom und willst du die daraus resultierende hohe Stromrechnung minimieren, spräche dies für eine Solarstromanlage. Willst du hingegen eher die Heizkosten senken, spräche dies eher für eine Solarwärmeanlage. Rein theoretisch spräche auch nichts dagegen, beide Technologien zu kombinieren – vorausgesetzt, das Carport (er)trägt die Anlagetechnik und bietet genug Platz.
Carport mit Solarstromanlage
Eine Photovoltaik-Anlage setzt sich aus einzelnen Solarmodulen zusammen. Die wiederum sind aus Solarzellen aufgebaut, in der Regel 36 bis 72 Stück, die das auftreffende Sonnenlicht, das aus unzähligen Energieträgern (Photonen) besteht, absorbieren und in elektrische Energie umwandeln.
Am weitesten verbreitet sind derzeit Solarzellen aus dem Halbleitermaterial Silizium. Seine elektrische Leitfähigkeit liegt zwischen der von Leitern und Nichtleitern. Üblicherweise sind zwei Siliziumschichten übereinander, zwischen denen sich eine sogenannte Grenzschicht befindet. Auf der Vorder- und Rückseite der Solarzelle sitzen metallische Kontakte.
Und so funktioniert die Erzeugung von Solarstrom damit: Treffen Sonnenlicht-Photonen auf die Siliziumschicht der Solarzelle, setzt das negativ geladene Elektronen frei. Die wandern nach oben zu den Leiterbahnen der Solarzelle. Zugleich bewegen sich positiv geladene „Löcher“ in Richtung Rückseitenkontakte. Wegen der Anziehung zwischen negativen und positiven Ladungen und der Tatsache, dass die erwähnte Grenzschicht eine direkte Verbindung der beiden Ladungen verhindert, sind die freigesetzten Teilchen gezwungen, den Umweg über die angeschlossene Leitung zu gehen. Die sich ergebende Teilchenbewegung ist ein sogenannter Strom – und zwar ein Gleichstrom. Der wird von dem zur Anlage gehörenden Wechselrichter geführt, der ihn in nutzbaren Wechselstrom umwandelt. Nur so kann er ins Stromnetz des Haushalts beziehungsweise ins öffentliche Netz eingespeist werden.
Deinen selbst erzeugten Solarstrom kannst du entweder direkt vor Ort im Haushalt nutzen oder in einem gegebenenfalls vorhandenen Stromspeicher zwischenlagern, um ihn später zu verbrauchen.
Sollte sich ein Überschuss an Solarstrom ergeben, besteht die Möglichkeit, ihn ins Netz einzuspeisen. Dafür bekommst du vom Staat eine sogenannte Einspeisevergütung, die jedoch stetig sinkt und damit als Anreiz, sich eine PV-Anlage als Rendite-Objekt beziehungsweise Geldanlage anzuschaffen, zunehmend an Bedeutung verliert.
Bei Unterproduktion, beispielsweise mangels Sonnenlicht, holst du dir den fehlenden Haushaltsstrom aus dem Netz. Dafür zahlst du die üblichen Stromkosten.
Den Eigenbedarf an Strom kannst du – und das macht den Reiz eines Solarcarports mit PV aus, das damit zur Solarstrom-Tankstelle wird – mit einem Elektro-Fahrzeug (E-Fahrrad oder E-Auto) deutlich erhöhen. Dann rechnet sich eine Solarstromanlage auf dem Carport allemal: Denn selbst erzeugter Solarstrom ist billiger als Strom aus dem Netz.
Die Wahl der zu deinem Carport passenden Solarmodule hängt von mehreren Faktoren ab:
Anstelle herkömmlicher Module kannst du bei diffusen Lichtverhältnissen auch auf dünnere Module setzen, sogenannte Dünnschichtmodule. Die weisen bei wechselnden Lichtverhältnissen mitunter ein lukratives Kosten-Nutzen-Verhältnis auf.
Carports mit reflektierender Dachhaut, die die Solarstrahlung auch von unten an die Solarmodule leiten, kannst du mit sogenannten bifacialen Solarzellen ausstatten und in Strom umwandeln.
Anstelle einer Aufdachmontage der Solarmodule auf den Carport kannst du die Module auch selbst als Carportdach benutzen. Natürlich nur solange die Statik dies zulässt. In diesem Fall müssen die Module eine allgemeine bauaufsichtliche Zulassung haben, die garantiert, dass die Module den hohen Anforderungen für den Einsatz im Überkopfbereich gerecht werden. Dazu werden meist sogenannte Glas-Glas-Module aus Verbundsicherheitsglas genutzt.
Soll das Solarcarportdach eine gewisse Lichtdurchlässigkeit bieten, musst du entsprechend lichtdurchlässige (semitransparente) Solarmodule als Carportdach installieren.
Carport mit Solarwärmeanlage
Die Solarwärmeanlage sammelt die Wärme der Sonne mit Kollektoren. Davon gibt es unterschiedliche Arten, die sich in Aufbau, Funktionsweise und Leistung unterscheiden. Die am meisten verbreiteten Kollektortypen sind Flachkollektoren und Röhrenkollektoren mit der Untergruppe Vakuumröhrenkollektoren.
In den Kollektoren sitzen Absorber. In der Regel handelt es sich dabei um eine speziell beschichtete Absorberfläche, die von der elektromagnetischen Strahlung der Sonne (sichtbarer und infraroter Strahlungsbereich) erwärmt wird. Die Absorberfläche befindet sich in Rohren, durch die großteils Flüssigkeit (Wärmeträgerfluid oder Wasser) oder Gas (Luft) strömt. Passieren Flüssigkeit oder Gas die erwärmte Absorberfläche erwärmen sie sich. Eine Pumpe oder ein Ventilator, mitunter auch allein die auftreibende Kraft der Erwärmung, leiten das erwärmte Wärmeträgermedium zu einem Wärmespeicher. Dort wird es zum Beispiel über Wärmetauscher heruntergekühlt, was zugleich ein Wärmespeichermedium erwärmt. Die Wärme bleibt so im Speicher, das abgekühlte Wärmeträgermedium strömt zum Absorber zurück, sodass sich ein Solarheizkreislauf ergibt.
Carport mit Solarstrom- und Solarwärmeanlage
Die höchste Energieautarkie erzielst du mit der Kombi von PV und ST: Ist das Carportdach groß genug, kannst du dir beide Solaranlagetypen nebeneinander aufs Dach setzen lassen. Andernfalls bestünde auch die Möglichkeit, sich für sogenannte Hybridkollektoren zu entscheiden, die Solarmodul und Solarthermie-Kollektor in einem sind.
Komplettpaket: Carport mit Solarstromanlage
Der Markt hat bereits auf die stetig steigende Nachfrage nach Solarcarports reagiert. So gibt es Anbieter, die dir Komplettpakete bestehend aus Carport und passender Solaranlage als Bausatz anbieten. Mitunter umfassen die Komplettpakete auch Dienstleistungen wie die Bauanfrage, den Bauantrag, die Montage, die elektrischen Anschlüsse und die Stromzapfsäule deiner Solartankstelle.
Solarcarport mit Solarstromanlage: Marke Eigenbau
Wenn du magst, kannst du ein Carport mit PV-Anlage auch als Selbstbausatz erwerben und diesen anhand der mitgelieferten Montageanleitung / des mitgelieferten Montage-Videos selbst aufbauen. Die Anbieter versprechen teilweise Aufbauzeiten von nur drei Stunden. Oder du baust deinen Carport selbst auf und überlässt die Solaranlage den Profis?
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Titelbild: ©iStock/lisafx
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