Photovoltaik – Welches Dach ist geeignet und welche Rolle spielen Ausrichtung und Neigung?
Auch wenn man immer häufiger große Photovoltaikanlagen auf Feldern sieht, sind Anlagen, die privat genutzt werden, meist auf dem Hausdach montiert. Diese Aufdach-Montage ist der übliche Weg bei schon bestehenden Immobilien. Bei neuen Häusern werden auch sogenannte Solardächer verbaut. Bei dieser auch Indach-Montage genannten Methode sind die Solarmodule Teil des Daches und ersetzen Dachziegel oder eine andere Dacheindeckung. Allerdings ist eine gebäudeintegrierte Photovoltaikanlage nur für neue Dächer geeignet.
Wer eine PV-Anlage auf einem bestehenden Haus plant, der muss sich als Erstes die Frage stellen: Ist mein Dach für eine Photovoltaik-Anlage geeignet?
Entscheidend für die Eignung eines Daches sind vor allem folgende Punkte:
- Dachhaut,
- baulicher Zustand und Statik,
- Dachform,
- nutzbare Dachfläche,
- Verschattung,
- Neigung und
- Ausrichtung.
Dachhaut
Als Dachhaut wird die äußere Dacheindeckung des Daches bezeichnet. Häufig sind dies Ziegel, es können aber auch Natursteine, Platten aus Faserzement, Metall, Glas oder Naturstoffe (Gras oder Schilf) sein.
Solarmodule können auf fast alle Dacheindeckungen montiert werden. Es gibt je nach Dachhaut speziell entwickelte Befestigungen, Haken, Klemmen, Schrauben oder auch besondere Befestigungs-Ziegel. Für alle Dächer gilt unabhängig von der Eindeckung: Der Untergrund muss in Ordnung sein. Das gilt für Ziegeldächer ebenso wie für andere Dacheindeckungen wie etwa Dächer mit Schieferplatten oder Metalldächer.
So sollten Ziegel keine Risse aufweisen oder gesprungen sein. Auf Dächer, die Asbest enthalten, dürfen Photovoltaikanlagen nicht montiert werden. Eine Befestigung auf Holzschindeldächern oder Reetdächern könnte dagegen Probleme bereiten, hier sollte unbedingt ein Dachdecker bei der Planung hinzugezogen werden.
Baulicher Zustand und Statik
Wird die Photovoltaikanlage auf einem Dach montiert, müssen der bauliche Zustand des Daches und die Statik untersucht werden. Das Dach sollte in einem einwandfreien Zustand sein. Diese Anforderung gilt neben der Dacheindeckung auch für den Dachstuhl. Nur ein tragfähiger Dachstuhl ist dazu in der Lage, das zusätzliche Gewicht der Photovoltaikanlage aufzunehmen. Pro Quadratmeter belastet eine Photovoltaikanlage mit zusätzlichen 30 kg das Dach. Das sind bei einer 50 qm großen Anlage schnell 1500 kg.
Hinzu kommen noch die sogenannten Schnee- und Windlasten. Gerade die Windlast stellt vor allem bei Flachdächern eine hohe Anforderung an die Befestigung. Aber auch auf anderen Dächern kann durch eine Sogwirkung unter den PV-Modulen eine enorme zusätzliche Belastung entstehen.
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Dachform
Die Dachform spielt eine Rolle, da hierdurch die für die PV-Module nutzbare Fläche beeinflusst wird. So ist bei einem nach Süden ausgerichteten Satteldach die nutzbare Fläche einfach größer als bei einem Walmdach. Andererseits bietet das Walmdach Vorteile, da unter den vier vorhandenen Seiten die mit der besten Ausrichtung gewählt werden kann. Auch auf Flachdächern können PV-Module befestigt werden, sie bieten sogar den Vorteil, dass man durch das Aufständern eine ideale Neigung und Ausrichtung erzielen kann. Lediglich bei einem nach Norden ausgerichteten Pultdach würde eine PV-Anlage wenig Sinn ergeben.
Nutzbare Dachfläche
Ist klar, dass sowohl Dachhaut wie die Unterkonstruktion des Daches und der Dachstuhl für die Montage einer Photovoltaikanlage geeignet sind, geht es um die Größe der nutzbaren Dachfläche. Für eine durchschnittliche Photovoltaikanlage mit 10 kWp wird eine Fläche von 50 bis 60 qm benötigt. Um die tatsächlich nutzbare Dachfläche zu ermitteln, sollte zuerst die gesamte Dachfläche berechnet werden. Besonders einfach geht das mit einem Laserdistanzmesser und der Nutzung entsprechender Tools im Internet.
Bei neueren Häusern ist die Größe der Dachfläche in den Bauunterlagen zu finden. Ist die Größe des gesamten Daches bekannt, müssen die Flächen von Dachfenstern, Gauben, Schornsteinen abgezogen werden. Inzwischen raten Fachleute im Übrigen dazu, die PV-Anlage so groß wie möglich zu dimensionieren, d. h. auf die komplette nutzbare Dachfläche Solarmodule zu montieren.
Verschattung
Es gibt Fälle, in denen es trotz bester Bedingungen nicht sinnvoll ist, das gesamte Dach mit PV-Modulen auszustatten. Kommt es zu sogenannten Verschattungen, dann sollten die Dachbereiche je nach Dauer der Verschattung im Tagesverlauf ausgespart werden.
Verschattungen können durch andere Gebäude, aber auch zum Beispiel durch Berge oder Bäume entstehen. Auch der eigene Schornstein, eine Satellitenschüssel oder Gauben können Verschattungen verursachen. Dabei entstehen manche Verschattungen nur im Winter, wenn die Sonne niedriger steht. Sorgt die Verschattung dafür, dass dauerhaft oder an großen Teilen des Tages keine Sonne auf die Solarmodule strahlt, sollten die davon betroffenen Dachflächen ausgespart werden.
Handelt es sich nur um eine kurzfristige zeitweise Verschattung, so hilft eine Parallelschaltung der PV-Module und Leistungsoptimierer. Sollten im Jahresverlauf Teile der Anlage von der Verschattung betroffen sein, so können diese Teile getrennt von den anderen am Wechselrichter angeschlossen werden.
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Neigung
Die Dachneigung spielt eine Rolle, da Solarmodule den meisten Ertrag bringen, wenn die Sonnenstrahlen in einem Winkel von 90 Grad auf die Module treffen. In Deutschland gelten Neigungswinkel des Daches von 30° bis 40° als optimal. Das ist die optimale Neigung im Jahresmittel und der Durchschnitt für ganz Deutschland. Denn der Einstrahlwinkel der Sonne ändert sich ja nicht nur im Jahresverlauf je nach Sonnenstand täglich, er ist auch abhängig vom Breitengrad.
Für Norddeutschland gilt eine Dachneigung von 32 Grad bei reiner Südausrichtung als ideal, in Süddeutschland dagegen 37 Grad. Ein Neigungswinkel zwischen 30 und 40 Grad verspricht daher im Mittel den höchsten Ertrag. 35 Grad gelten bei reiner Südausrichtung als optimal. Der optimale Neigungswinkel ist aber auch von der Ausrichtung abhängig, hier besteht eine Wechselwirkung zwischen den beiden Faktoren.
Ausrichtung
Die Ausrichtung der Dachfläche meint, in welche Himmelsrichtung das Dach und damit die Photovoltaikanlage zeigt. Eine reine Südausrichtung verspricht hierbei den höchsten Ertrag, ist aber nicht immer realisierbar. Eine Abweichung um 90 Grad von der reinen Südausrichtung (also Ausrichtung nach Westen oder Osten) hat eine Ertragsminderung bei gleicher Dachneigung von 25 % zur Folge. Bei kleineren Abweichungen des sogenannten Azimutwinkels von 45 Grad nimmt dagegen der Ertrag lediglich um 5 % ab.
Es kann sich also durchaus lohnen, bei einer Ost-West-Ausrichtung des eigenen Daches auf beide Flächen Solarmodule zu montieren, hiermit werden hohe Erträge erzielt.
Flachdächer bieten hinsichtlich der Ausrichtung der PV-Module den großen Vorteil, dass diese in der optimalen Neigung und Ausrichtung montiert werden können.
Fazit
Wer plant, eine PV-Anlage montieren zu lassen, der sollte unbedingt als Erstes einen Blick auf sein Dach werfen. Entscheidend ist vor allem, dass sich das Dach in einem guten baulichen Zustand befindet und die Statik das erhebliche zusätzliche Gewicht durch die PV-Anlage erlaubt. Die Dachform ist nicht so entscheidend für die Eignung des Daches wie Ausrichtung und Neigungswinkel. Diese beiden Faktoren beeinflussen gemeinsam den möglichen Ertrag.
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