Photovoltaik ist nicht nur eine sinnvolle Investition für eine nachhaltige Zukunft, sondern natürlich auch für Ihren Geldbeutel. Eine PV-Anlage versorgt Ihre vier Wände mit Solarstrom, wodurch Sie Energiekosten einsparen und Ihren ökologischen Fußabdruck gleichzeitig reduzieren. Auf Satteldächer sind PV-Module bereits oft zu finden, doch ist die Montage auf Flachdächern genauso effizient?
Alles auf einen Blick:
- Photovoltaik kann auf Flachdächern installiert werden, wobei die einzelnen PV-Module besonders sorgfältig ausgerichtet werden müssen.
- Wie bei der Montage auf einem Schrägdach ist es wichtig, die optimale Neigung und den Abstand der Module zu berechnen, um eine effiziente Leistung zu gewährleisten.
- Installationskosten variieren je nach Größe der PV-Anlage und den spezifischen örtlichen Gegebenheiten.
- Neben den Installationskosten fallen auch laufende Wartungs- und Betriebskosten an.
Was ist Photovoltaik?
Der Begriff „Photovoltaik“ setzt sich aus den Worten „Photo“ für Licht und „Voltaik“ für elektrische Spannung zusammen. Eine Photovoltaikanlage (PV-Anlage) ist also ein System, das Sonnenlicht sammelt und in elektrische Energie umwandelt. Sie sind somit eine wichtige Technologie zur Nutzung grüner Energien und tragen erheblich zur Reduzierung der Kohlendioxidausstöße bei.
Die sogenannte Solarpflicht in Deutschland soll sowohl Unternehmer als auch private Hausbesitzer dazu anregen, in Solaranlagen zu investieren. Mit dieser Maßnahme möchte die Regierung den Ausbau der Solarenergie vorantreiben.
Mittlerweile gibt es nicht nur Solaranlagen für Dächer, sondern auch für Balkone oder Zäune. Möchten Sie ein sogenanntes Balkonkraftwerk anmelden, einen Solarzaun montieren oder eine herkömmliche Aufdach-Anlage installieren, sollten Sie sich in allen Fällen am besten von einem Profi beraten.
Wie funktioniert eine Photovoltaikanlage?
- Lichtabsorption: Zuerst trifft das Sonnenlicht auf die Solarzellen. Diese Zellen bestehen aus dem Material Silizium.
- Elektronen freisetzen: Das Licht bringt die Elektronen im Silizium dazu, sich zu bewegen. Durch die Bewegung der Elektronen entsteht elektrischer Strom. Dieser fließt dann durch Drähte zur nächsten Station und zwar zum sogenannten Wechselrichter.
- Strom umwandeln: Der erzeugte Solarstrom ist Gleichstrom (DC). Da Haushaltsgeräte jedoch mit Wechselstrom (AC) betrieben werden, muss der Strom umgewandelt werden. Diese Umwandlung erfolgt durch einen Wechselrichter. Der Wechselrichter nimmt den von den Solarzellen erzeugten Gleichstrom und wandelt ihn in den benötigten Wechselstrom um.
- Nutzung und Einspeisung: Der Wechselstrom kann sofort in Ihrem Haus genutzt werden, um Geräte wie Lampen, Fernseher und Kühlschränke zu betreiben. Wenn mehr Strom vorhanden ist, als benötigt wird, kann der Strom ins Stromnetz geschickt oder entsprechend gespeichert werden, um die Energie später zu verwenden. Als besonders effizient gilt die Kombination Solar mit Wallbox und Speicher.
Wie hoch sind die Installationskosten auf einem Flachdach?
Der Preis setzt sich aus verschiedenen Faktoren zusammen, unter anderem:
- Modell
- Anlagengröße
- Arbeitskosten
- Installationsaufwand
Die Montage einer PV-Anlage auf einem Flachdach kann zwischen 200 und 500 Euro pro Kilowatt Peak (kWp) liegen. Zusätzliche Kosten kommen für die Elektrik auf Sie zu. Besondere Dachstrukturen oder spezielle Anforderungen können die Kosten steigen lassen. Eine genaue Kostenschätzung erfordert eine detaillierte Planung und Angebotserstellung durch Fachbetriebe.
Welche zusätzlichen Kosten können bei der Installation anfallen?
Zusätzliche Kosten bei der Installation können durch statische Prüfungen und Anpassungen an der Dachstruktur entstehen. Auch spezielle Montagesysteme, die für die besonderen Anforderungen einer Flachdach-PV-Anlage nötig sind, können den Preis erhöhen. Weiterhin sind Genehmigungen und eventuell notwendige Verstärkungen der elektrischen Infrastruktur zu berücksichtigen.
Welche laufenden Kosten sind nach der Installation zu erwarten?
Nach der Installation von Photovoltaik fallen laufende Kosten für die Wartung und Reinigung der PV-Anlage an, die sich auf etwa 100 bis 300 Euro pro Jahr belaufen. Alle zwei Jahre sollten Sie zudem daran denken, die Solarflüssigkeit befüllen zu lassen.
Möchten Sie Ihre Photovoltaikanlage gegen Schäden und Vandalismus versichern, verursacht das ebenfalls regelmäßige Ausgaben. Zudem können Kosten für die Instandhaltung der Anlage anfallen, um eine optimale Leistung und Lebensdauer zu gewährleisten.
Was sind die Voraussetzungen für die Installation einer Photovoltaikanlage?
| Kategorie | Anforderung | Details |
| Rechtliche Vorgaben | Baugenehmigung | Überprüfung der örtlichen Bauordnungen und Bebauungspläne Genehmigungspflicht bei denkmalgeschützten Gebäuden |
| Brandschutz | Einhaltung der Abstände zu Brandwänden und anderen Gebäudeteilen erleichterte Feuerwehreinsätze | |
| Denkmalschutz | Abstimmung mit der Denkmalschutzbehörde bei denkmalgeschützten Gebäuden oder in Schutzzonen | |
| Einspeisevergütung | Erfüllung der technischen Anforderungen des Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG) Meldung der Anlage bei der Bundesnetzagentur | |
| Bauliche Vorgaben | Statik und Tragfähigkeit | statische Überprüfung der Dachlast durch Fachbetrieb Berücksichtigung von Schnee- und Windlasten |
| Dachneigung und Ausrichtung | Installation von Montagesystemen, durch die die PV-Anlage im optimalen Winkel ausgerichtet ist | |
| Abstände und Verschattung | Vermeidung von Verschattungen durch unzureichenden Abstand | |
| Dachdurchdringungen und Abdichtungen | fachgerechte Abdichtung von Dachdurchdringungen (Schornstein, Lüftung etc.) Minimierung der Anzahl der Durchdringungen | |
| Technische Voraussetzungen | Dachfläche | ausreichend große und nicht beschattete Dachfläche frei von Hindernissen wie Lüftungsschächten oder Schornsteinen |
| Elektrische Infrastruktur | geeignete elektrische Infrastruktur für die Einspeisung ins Hausnetz oder öffentliche Netz Installation eines Wechselrichters | |
| Speichersysteme | Überlegungen zur Installation von Batteriespeichern zur Maximierung des Eigenverbrauchs | |
| Wirtschaftliche Voraussetzungen | Kosten und Finanzierung | detaillierte Kostenkalkulation einschließlich Anschaffung, Installation und Wartung Möglichkeiten der Finanzierung und verfügbare Förderprogramme |
| Wirtschaftlichkeit | Berechnung der Amortisationszeit und des Return on Investment (ROI) Berücksichtigung der Einspeisevergütung und Optimierung des Eigenverbrauchs | |
| Umweltbedingungen | Klimatische Bedingungen | Analyse der örtlichen klimatischen Bedingungen wie Sonneneinstrahlung, Schnee- und Windlasten |
| Verschattung | Minimierung von Verschattungen durch benachbarte Gebäude oder Bäume Nutzung von Verschattungsanalysen | |
| Wartung und Betrieb | Wartung | Planung der regelmäßigen Wartung und Reinigung der Solaranlage Berücksichtigung von Zugangsmöglichkeiten für Wartungsarbeiten |
| Überwachung | Installation von Monitoring-Systemen zur kontinuierlichen Überwachung der Anlagenleistung und schnellen Reaktion auf Probleme | |
| Versicherung | Versicherungsschutz | Abschluss einer geeigneten Versicherung für Schäden durch Umwelteinflüsse, Diebstahl oder Vandalismus Überprüfung der Gebäudeversicherung |
Welche Besonderheiten gibt es bei Photovoltaikanlagen auf Flachdächern?
Damit die Solarmodule auch auf einem Flachdach effizient arbeiten, werden diese nicht einfach flach auf verlegt. Je nachdem, ob es sich um eine Süd- oder Ost-Westausrichtung handelt, muss ein passender Neigungswinkel eingestellt werden. Darüber hinaus muss bei der Installation jegliche Art von Reflexion vermieden werden, damit umliegende Gebäude und Verkehrswege nicht geblendet werden. Module auf Flachdächern sind zudem leichter zugänglich, wodurch sich die Reinigung und Inspektion einfacher gestaltet. Besonders interessant sind die thermischen Auswirkungen, Erweiterungs- und Anpassungsmöglichkeiten sowie die Vegetation und Umweltintegration:
Thermische Auswirkungen
Flachdach-PV-Anlagen haben die besondere Eigenschaft, die Dachoberflächentemperatur zu senken. Photovoltaik fängt einen Teil der Sonnenstrahlung ab und wandelt diese in elektrische Energie um und dadurch dringt weniger Wärme über das Dach ins Haus. So werden der Kühlungsbedarf des Gebäudes und somit die Energiekosten reduziert.
Erweiterungs- und Anpassungsmöglichkeiten
Im Gegensatz zum Schrägdach, bei dem die Position der Anlage durch die Dachneigung festgelegt ist, gestaltet sich die Ausrichtung auf Flachdächern flexibler. Dies ermöglicht es, die PV-Module an zukünftige Bedürfnisse und technologische Entwicklungen anzupassen.
Vegetation und Umweltintegration
Eine weitere Besonderheit ist die Möglichkeit, die Photovoltaikanlagen auf Flachdächern mit grünen Dächern zu kombinieren. Diese Integration fördert die Biodiversität und verbessert das Mikroklima in städtischen Gebieten. Vegetationsmatten können die Photovoltaikanlage kühlen und ihre Effizienz steigern, während gleichzeitig ökologische Vorteile wie die Förderung von Pflanzen- und Tierleben und die Verbesserung der Luftqualität erzielt werden.
Vorteile von Photovoltaik auf einem Flachdach
| Vorteile | Beschreibung |
| einfache Installation | Flachdächer ermöglichen eine einfachere und sicherere Installation ganz ohne Baugerüst |
| Flexibilität bei der Ausrichtung | die Solarmodule können in die optimale Richtung und Neigung für maximalen Ertrag individuell ausgerichtet werden |
| weniger sichtbare Beeinträchtigung | auf einem flachen Dach sind PV-Anlagen nicht gleich sichtbar und beeinträchtigen somit das Gesamtbild Ihres Hauses nicht |
| Nutzung ungenutzter Flächen | Flachdächer bieten große, oft ungenutzte Flächen, die ideal für die Installation von Solaranlagen sind |
| leichterer Zugang für Wartung | einfacher Zugang zu den Solarmodulen für Wartung und Reinigung |
| Erhöhung der Lebensdauer | Photovoltaik schützt das Hausdach vor Witterungseinflüssen und verlängert die Lebensdauer |
Nachteile von Photovoltaik auf einem Flachdach
| Nachteile | Beschreibung |
| potenzielle Lastprobleme | Statik muss vor der Installation genau geprüft werden, damit das zusätzliche Gewicht der Solarmodule getragen werden kann |
| Schattenbildung | auf flachen Dächern können Gebäude, Bäume oder andere Hindernisse leichter Schatten auf die Modulflächen werfen |
| regelmäßige Reinigung erforderlich | Schmutz und Schnee lagert sich schneller ab, weshalb eine Reinigung häufiger notwendig sein kann |
| windanfällig | je nach Modell können spezielle Halterungen und Stützen erforderlich sein, wodurch höhere Kosten entstehen Anlage sollte windfest installiert werden |
| Wasserabflussprobleme | Flachdächer können Probleme mit Wasseransammlungen haben, die durch Solaranlagen verstärkt werden können |
| mehr Fläche notwendig | da die Module in einem gewissen Abstand zueinander installiert werden müssen, nehmen sie in der Regel mehr Fläche ein |
Photovoltaik Flachdach: Installation
Die Installation einer Photovoltaikanlage auf einem ebenen Hausdach gestaltet sich je nach Montagesystem einfacher als auf einem Steildach. Jedoch ist es wichtig, die richtige Ausrichtung sowie den optimalen Abstand zwischen den PV-Modulen zu berechnen und einzuhalten.
Wie wird der Abstand der Module berechnet?
Der richtige Abstand zwischen den Solaranlagen ist auf einem Flachdach besonders wichtig, um Schattenbildung zu vermeiden, die ansonsten die Energiegewinnung beeinträchtigen könnte.
Um den idealen Reihenabstand zu bestimmen, können Sie eine einfache mathematische Formel verwenden. Diese Berechnung berücksichtigt die Höhe der Aufständerung und die Neigung der Module. Für die Berechnung benötigen Sie folgende Parameter:
Modullänge (L)
Das ist die Länge des Solarmoduls, das auf dem Dach installiert wird. Sie ist notwendig, um die physikalischen Dimensionen der Module in die Berechnung einzubeziehen.
Neigungswinkel (ɑ)
Dieser Parameter ist der Winkel, in dem die PV-Anlage aufgestellt wird. Er ist entscheidend, da er die Höhe der Module beeinflusst und damit die Schattenbildung bestimmt.
Berechnungsformeln
| Parameter | Formel |
| Höhe der Aufständerung (H) | H = Modullänge (L) x sin(ɑ) |
Diese Höhe wird dann verwendet, um den Abstand beziehungsweise den Reihenabstand (RA) zu berechnen.
| Parameter | Formel |
| Reihenabstand (RA) | RA = H x 3 |
Beispielrechnung
| Parameter | Wert |
| Neigungswinkel (ɑ) | 15 Grad |
| Modullänge (L) | 105 Zentimeter |
| Höhe der Aufständerung (H) | 105 Zentimeter x sin(15 Grad) = 27 Zentimeter |
| Reihenabstand (RA) | 27 Zentimeter x 3 = 81 Zentimeter |
Welche Neigung und Ausrichtung ist für eine Flachdach-PV-Anlage optimal?
Eine korrekte Einstellung der Neigung und Ausrichtung gewährleistet, dass die Photovoltaikanlage das meiste Sonnenlicht einfangen kann. Generell gilt für herkömmliche Satteldächer in Deutschland eine Neigung zwischen 30 und 40 Grad als optimal. Auf einem flachen Hausdach liegt der ideale Neigungsgrad zwischen 15 und 35 Grad. Um die optimalen Winkel für die verschiedenen Jahreszeiten zu bestimmen, kann eine Formel verwendet werden, die den Breitengrad des Standorts berücksichtigt. Im Folgenden finden Sie die grundlegenden Faktoren, mit denen Sie die optimale Neigung und Ausrichtung berechnen können.
| Kategorie | Details |
| optimale Neigung | Flachdach: 15 bis 35 Grad (Deutschland) |
| Ausrichtung |
|
| Standortabhängigkeit |
|
Allgemeine Formel Photovoltaik Neigungswinkel
Die folgende Formel bezieht sich auf die Berechnung für ein Schrägdach. Im Sommer wird der Winkel reduziert, um die flacheren Sonnenstrahlen besser einzufangen, während er im Winter erhöht wird, um die niedrig stehende Sonne bestmöglich zu nutzen. Diese Anpassungen tragen dazu bei, die solare Einstrahlung zu maximieren.
| Jahreszeit | Formel |
| Sommer | Neigungswinkel = Breitengrad – 15 Grad |
| Winter | Neigungswinkel = Breitengrad + 15 Grad |
Beispielrechnung
Nehmen wir an, das Haus befindet sich in Münster (51. Breitengrad). Die Module werden auf einem Steildach nach Süden ausgerichtet, um die maximale Sonneneinstrahlung zu nutzen:
1. Berechnung der optimalen Neigung:
- Im Sommer: Neigungswinkel (in Grad) = 51 −15 = 36
- Im Winter: Neigungswinkel (in Grad) = 51 + 15 = 66
Würde es sich hierbei um ein Flachdach am gleichen Standort handeln, sollte die Aufständerung in einem Winkel von 10 Grad eingestellt sein.
Welche Montagemethoden gibt es für Photovoltaikanlagen auf Flachdächern?
Sie haben zudem die Wahl zwischen verschiedenen Installationsarten: mit oder ohne Durchdringung der Dachhaut. Je Methode gibt es wieder unterschiedliche Vorgehensweisen.
- Ballastierte Systeme: Betonblöcke und Kunststoffwannen werden verwendet, um die Solarmodule auf Gestellen zu befestigen und mit Beton zu beschweren. Diese Methode erfordert keine Dachdurchdringung und ist für Dächer mit ausreichender Tragfähigkeit geeignet.
- Aufgeständerte Systeme: Hierbei wird mit Aluminium- und Stahlgestellen gearbeitet. Darauf werden die Solarflächen montiert und ebenfalls bei Bedarf beschwert. Diese Methode erlaubt flexible Neigungseinstellungen und minimiert den Schattenwurf.
- Durchdringende Systeme: Mit Aluminium, Stahl und Schrauben wird die Photovoltaikanlage fest auf dem Dach durch Dachdurchführungen befestigt. Diese stabile Installation ist ideal für windstarke Regionen, erfordert jedoch eine sorgfältige Dachabdichtung.
- Klebe- und Schienensysteme: Spezielle Klebstoffe und Schienen werden genutzt, um die Module auf dem Dach zu befestigen. Diese minimalinvasive Methode ist für Dächer mit geringer Traglast geeignet.
- Gründach-Systeme: Die Flachdach-PV-Anlage wird auf speziellen Trägersystemen montiert, die in das Gründach integriert sind. Diese Methode kombiniert Solarenergie mit Dachbegrünung und verbessert die Wärmedämmung und Biodiversität.
- Indach-Systeme: Solarmodule und Dachpfannen ersetzen konventionelle Dachpfannen und werden direkt in das Dach integriert. Diese ästhetische Lösung spart Platz und Material.
- Hybrid-Systeme: Aluminium, Stahl und Kunststoff werden kombiniert, um mehrere Befestigungsmethoden wie ballastiert und durchdringend zu integrieren. Diese Methode ist anpassbar an unterschiedliche Umgebungsbedienungen und Anforderungen.
Wie Sie Ihr Photovoltaik am besten installieren, sollten Sie mit einem Profi besprechen. Ein ausführliches Beratungsgespräch über die richtige Dimension und Montage Ihrer Solaranlage ist sinnvoll, um eine effiziente Leistung zu gewährleisten. Lassen Sie sich am besten mehrere Angebote erstellen, um gut vergleichen zu können.
Welche Faktoren beeinflussen die Leistung einer Photovoltaikanlage?
Neben den bereits erwähnten Faktoren wie Neigung, Ausrichtung und geografische Lage gibt es weitere entscheidende Faktoren:
- Korrosion durch salzhaltige Luft: In Küstenregionen führt die salzhaltige Luft zu einem schnelleren Korrosionsprozess, der die Lebensdauer und Effizienz der Module beeinträchtigen kann.
- Elektromagnetische Interferenzen: Nähe zu starken elektromagnetischen Quellen oder Hochspannungsleitungen kann die Elektronik der PV-Anlage stören und deren Leistung reduzieren.
- Modulqualität: Qualität und Effizienz der verwendeten Solarmodule beeinflussen direkt die Energieausbeute. Hochwertige Module liefern eine bessere Leistung.
- Verkabelung und elektrische Verluste: Die Qualität der Verkabelung und die Minimierung elektrischer Verluste durch optimale Kabelführung und Materialien sind entscheidend für die Gesamteffizienz.
- Technologische Innovationen: Neue Entwicklungen in der Solartechnologie und deren Implementierung können die Effizienz und Leistungsfähigkeit der Photovoltaik-Anlage erheblich verbessern.
- Systemdesign und Planung: Um bestimmen zu können, wie gut die Komponenten zusammenarbeiten und wie die Sonnenenergie in nutzbaren Strom umgewandelt werden kann, ist die Qualität der Planung und des Designs der Anlage entscheidend.
- Regulierungen und politische Rahmenbedingungen: Änderungen in der Gesetzgebung und bei Förderprogrammen sowie Subventionen und Steuervergünstigungen beeinflussen die Wirtschaftlichkeit und Umsetzung von PV-Projekten.
- Modul- und Systemzertifizierungen: Zertifizierungen und Standards stellen sicher, dass die Module und das System den höchsten Qualitäts- und Leistungsstandards entsprechen, was langfristig die Effizienz und Zuverlässigkeit der Anlage erhöht.
- Alter der Module: Mit der Zeit nimmt die Leistung von Photovoltaik ab. Hochwertige Module haben jedoch eine geringere Degradationsrate.
- Qualität der Installation: Eine fachgerechte Montage stellt sicher, dass die PV-Module optimal ausgerichtet und befestigt sind. Das erhöht die Langlebigkeit und Effizienz der Anlage.
Wie lange dauert die Installation von Photovoltaik?
In der Regel sind oft kleinere bis mittelgroße Anlagen in wenigen Tagen fertiggestellt, während größere Projekte mehrere Wochen dauern können. Auf einem flachen Dach gestaltet sich die Montage zudem schneller und einfacher als auf einem Steildach. Der gesamte Prozess gliedert sich in die Vorbereitungsphase, die Installationsphase sowie den Abschluss und die Inbetriebnahme.
Vorbereitungsphase: Die Vorbereitungsphase umfasst die Planung, die Einholung von Genehmigungen und die Bestellung der benötigten Materialien. Diese Phase kann je nach Komplexität des Projekts und den behördlichen Anforderungen mehrere Wochen bis Monate dauern.
Installationsphase: Die eigentliche Installationsphase beginnt mit der Montage der Befestigungssysteme, wie Schienensysteme oder Dachhaken und der Solarmodule auf dem Dach. Diese Arbeiten können bei kleinen Anlagen in ein bis zwei Tagen abgeschlossen werden, während größere Anlagen mehrere Tage bis Wochen in Anspruch nehmen können. Die Installation der elektrischen Komponenten und die Verbindung zum Stromnetz erfolgt parallel dazu.
Abschluss und Inbetriebnahme: Nach der Installation der Anlage erfolgt die Inbetriebnahme, die durch einen qualifizierten Elektriker durchgeführt wird. Dies umfasst die Überprüfung der elektrischen Verbindungen, die Kalibrierung der Wechselrichter und die Anmeldung der Anlage beim Netzbetreiber. Dieser Prozess dauert in der Regel ein bis zwei Tage.
Fazit
Die Installation einer Photovoltaikanlage auf einem Flachdach bietet zahlreiche Vorteile, wie die flexible Ausrichtung der Module und die effiziente Nutzung der Dachfläche. Trotz höherer Installationskosten und potenzieller Herausforderungen, wie Dachverstärkungen und Wartungsbedarf, überwiegen die langfristigen ökologischen und ökonomischen Vorteile. Eine sorgfältige Planung und eine professionelle Installation sind entscheidend, um die bestmögliche Leistung und Effizienz der Anlage zu gewährleisten.
