13.06.2019 Lesedauer: min Heiko Schwarzburger und Manuel Berkel
Die optimale Ausrichtung für Photovoltaik hat nicht nur ein Süddach. Sind die Dächer nach Osten und Westen ausgerichtet, kann das sogar besser sein. Fast alle Dächer sind brauchbar – auch Carports, Fassaden oder der Balkon. Solarziegel und Indach-Anlagen können die Dacheindeckung auch ersetzen. Die wichtigsten Infos erfahren Sie im Artikel.
Würde sich Photovoltaik auf Ihrem Dach lohnen? Was bringt ein Speicher in Ihrem Fall? Finden Sie heraus, mit welchen Erträgen Sie rechnen können:
Als optimale Ausrichtung für eine Photovoltaik-Anlage galt lange ein Süddach. Grundsätzlich ist das immer noch so: In Richtung Süden liefern PV-Anlagen die höchsten Erträge. In Richtung Osten oder Westen sind die Erträge etwa 18 bis 24 Prozent niedriger.
Finanziell kann die Ausrichtung nach Osten oder Westen aber ähnlich attraktiv sein wie die nach Süden! Das liegt an der sinkenden Einspeisevergütung. Ob sich eine Solaranlage lohnt, hängt immer stärker davon ab, wie viel des Energieertrags die Besitzer*innen selbst verbrauchen. Je höher der Eigenverbrauch, desto höher ist in der Regel auch der Gewinn.
Photovoltaik-Module in Richtung Osten oder Westen decken den Eigenverbrauch besser: Die meisten Menschen sind tagsüber im Büro oder im Betrieb, mittags ist ihr Stromverbrauch also gering. Auf Ostdächern und Westdächern erzeugen die Module vor allem dann Strom, wenn die Bewohner*innen noch oder wieder zu Hause sind.
Weiterer Vorteil: Bei Ost-West-Ausrichtung können Sie beide Seiten des Dachs mit Modulen belegen und haben mehr Fläche zur Verfügung als bei einer Süd-Anlage. Das ist gut, denn für PV-Betreiber heißt es: Dächer vollmachen!
Eher nicht. Doch aus optischen Gründen wird gelegentlich auch das Norddach für Photovoltaik genutzt. Manche Eigentümer*innen finden es besser, wenn alle Seiten des Dachs gleich aussehen. Meist wird die Photovoltaik aber nur auf Dächern installiert, die nicht gen Norden ausgerichtet sind.
Die optimale Neigung liegt
In Ost-West-Richtung ist der optimale Winkel flacher, weil auch die Sonne morgens und abends flacher steht als mittags. Insgesamt eignen sich aber alle Schrägdächer mit 25 bis 60 Grad Neigung gut für Photovoltaik. Auf ihnen lassen sich die Solarmodule parallel zum Dach montieren und sie müssen nicht aufgestellt werden. Je steiler das Dach, desto besser wäscht der Regen eventuelle Verschmutzungen von den Modulen. Und desto eher rutscht der Schnee im Winter ab.
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Das spätere Einbauen von Solarmodulen ist ohne weiteres möglich, für jede denkbare Dachkonstruktion. Auch beim Bau von Vordächern lässt sich Photovoltaik in die Planung einbeziehen. Mit modernen Glas-Glas-Modulen können die Vordächer sogar halbtransparent gestaltet werden. Diese luftige Architektur liefert Licht und Strom zugleich.
Normalerweise werden Solarmodule auf die Dacheindeckung montiert.
Ein gutes Solarmodul mit sechzig Zellen (Standardgröße) hat eine Fläche von etwa 1,6 Quadratmetern und leistet rund 300 Watt (einzelne mit über 100 Zellen sogar um die 400 Watt). 1 bis 1,2 Kilowatt brauchen demnach rund 6 bis 6,4 Quadratmeter Dachfläche.
Pro Quadratmeter Modulfläche lassen sich zwischen 850 und 1.300 Kilowattstunden Sonnenstrom im Jahr ernten – je nach Region und Ausrichtung der Dächer (Performance Ration bereits berücksichtigt). Wenn die Anlage weniger Strom erbringt, wurde sie entweder falsch geplant oder sie hat einen Defekt, der die Erträge mindert.
Je mehr Fläche für Photovoltaik genutzt wird, desto besser. Die Grundregel „Dächer vollmachen“ ist zum einen gut für den Klimaschutz. Zum anderen sind große Photovoltaik-Anlagen auch wirtschaftlich sinnvoll, das hat eine Studie der Verbraucherzentrale Nordrhein-Westfalen von 2019 ergeben. Seitdem haben sich die Bedingungen für typische, große PV-Anlagen auf Einfamilienhäusern weiter verbessert: Seit dem EEG 2021 wird auch für den Eigenverbrauch bei Anlagen über 10 Kilowatt (und nicht mehr als 30 Kilowatt) keine EEG-Umlage mehr fällig. Auch Speicher lohnen sich finanziell immer mehr.
Photovoltaik-Module wiegen etwa 10 bis 15 Kilogramm pro Quadratmeter, ein einzelnes Modul wiegt etwa 16 bis 24 Kilogramm. Am geringsten ist das Gewicht bei Dünnschichtmodulen. Sie haben allerdings auch einen geringeren Ertrag als Standardmodule.
Entscheidend für die Statik ist, dass die Unterkonstruktion des Dachs ausreichend tragfähig ist. Sie muss nicht nur das Gewicht der Module aufnehmen, sondern zusätzliche Lasten durch Wind und Schnee. Gerade bei flachen Dächern, wo die Solarmodule aufgeständert und beschwert werden, sind solche zusätzlichen Lasten nicht zu unterschätzen. Deshalb sollte der/die Photovoltaik-Planer*in entscheiden, ob ein*e Statiker*in das Dach prüfen muss.
Die Planer*innen oder Installateur*innen sollten sich das Dach unbedingt anschauen, bevor sie die Photovoltaikanlage berechnen. Nur so können Sie einschätzen, ob sie von einem/r Statiker*in Unterstützung brauchen. Bei der Begehung vor Ort lässt sich auch feststellen, ob das Dach verschattet ist. Teilverschattung ist kein Problem, die vollständige Verschattung der Module hingegen durchaus.
Konventionelle Photovoltaik-Module werden auf Alurahmen über der Dachverkleidung montiert. Völlig neue Möglichkeiten bieten Photovoltaik-Elemente, die direkt in das Dach oder sogar in die Fassade integriert werden. Ein wichtiges Kriterium beim Kauf ist allerdings der Preis: Gebäudeintegrierte Photovoltaik gibt es noch nicht in großer Massenproduktion wie übliche Module, daher sind sie vergleichsweise teuer. Mit steigender Nachfrage kann sich das aber ändern.
Solare Dachziegel sind durch Tesla bekannt geworden, es gibt aber zahlreiche Hersteller. Solarziegel dienen als Dacheindeckung. Einzelne Photovoltaik-Zellen sind entweder direkt auf herkömmlichen Ziegeln aufgebracht oder sie bedecken die Dachziegel aus Kunststoff vollständig.
Was kosten diese Dachziegel von Tesla und Co.? Bei einer Photovoltaik-Anlage mit Solarziegeln liegen die Kosten etwa 30 bis 50 Prozent über der Standardausführung mit Modulen, wenn die Kosten für eine übliche Dacheindeckung abgezogen werden. Noch teurer wird es dagegen, wenn es nicht um einen Neubau oder eine Sanierung geht, sondern das Dach extra für Photovoltaik neu gedeckt werden soll. Bei Modulen sind solche Arbeiten nicht nötig. Weiterer Nachteil: Solarziegel brauchen mehr Steckverbindungen, bei Defekten kann die Fehlersuche länger dauern.
Wegen der hohen Kosten eignen sich Solarziegel also entweder für denkmalgeschützte Gebäude oder für Neubauten und Dachsanierungen, wenn sich die Eigentümer*innen das Aussehen etwas kosten lassen wollen.
Indach-Solarmodule werden direkt auf dem Dachstuhl aufgebracht, ohne Eindeckung mit Dachziegeln an dieser Stelle. Die Indach-Module schließen bündig mit der restlichen Dacheindeckung ab, was sehr elegant aussehen kann. Ein Solardach kann aber auch ganz ohne Ziegel auskommen.
Die Auswahl ist inzwischen groß, deshalb ist es schwierig, pauschale Preisangaben zu machen. Die Kosten für Indach-Photovoltaik liegen jedoch in der Regel über denen von üblichen Modulen.
Viele Designs erlauben auch vertikal installierte Solarmodule. Photovoltaik an der Fassade bringt zwar nur rund 70 Prozent des Ertrags von Solarmodulen, die exakt nach der Sonne ausgerichtet sind. Allerdings gleichen einige Vorteile das wieder aus:
Wer möglichst viel Sonnenstrom übers Jahr selbst verbrauchen will, sollte solare Dächer und Solarfassaden kombinieren.
Nachteilig an Solarfassaden sind allerdings die hohen Kosten. Weil eine Art Sicherheitsglas verwendet wird, sind die Kosten für Module an Fassaden etwa doppelt so hoch wie bei Dachmodulen. Meist werden Photovoltaikfassaden vor die gedämmte Gebäudehülle gehängt. Sie müssen über metallische Bolzen oder Träger mit dem Baukörper verbunden werden. Das ist sehr sorgfältig auszuführen, da sich sonst Wärmebrücken ausbilden können.
Für klassische Photovoltaik-Module sind nahezu alle Dachformen und -materialien geeignet:
Die Dächer können nach Süden, Westen oder Osten ausgerichtet sein – aus ästhetischen Gründen belegen manche Eigentümer*innen auch Norddächer mit Photovoltaik.
Dächer aus glattem Stahlblech, Wellblech oder Trapezblech benötigen spezielle Unterkonstruktionen, um Solarmodule aufzunehmen und in den Blechen zu verankern. Das ist technisch kein Problem, muss bei der Montage jedoch sehr sorgfältig ausgeführt werden. Hier kommt es vor allem auf die richtige Auswahl der Schrauben an.
Auf einem Flachdach müssen die Solarmodule für einen optimalen Ertrag zur Sonne aufgestellt oder aufgeständert werden. Dann bieten sie dem Wind eine Angriffsfläche, was die Belastungen der Dachkonstruktion unter Umständen deutlich erhöht. Flachdächer sind für Photovoltaik deswegen besonders gut auf ihre Tragreserven zu prüfen. Das übernimmt der/die Planer*in bei Bedarf mit einer/einem Statiker*in.
Meist sind sehr leichte Flachdächer mit verschweißten PVC-Folien oder Bitumenbahnen abgedeckt. Normalerweise sind solche Dächer nicht für schwere Auflasten wie Solarmodule mit Untergestell geeignet. Es gibt jedoch spezielle Montagesysteme für Foliendächer und Bitumendächer, um auch sie für Photovoltaik zu nutzen. Auf Bitumen zum Beispiel lassen sich Photovoltaik-Module mit Gestellen aufstellen, die mit Steinplatten beschwert werden.
Der Aufwand, Garagendächer mit Solarmodulen zu belegen, ist meist geringer, als auf dem Schrägdach des Wohnhauses. So ist bis Montagehöhen von drei Metern kein Gerüst zu stellen, um Photovoltaik zu montieren. Auf Garagen mit Flachdach müssen die Besitzer*innen nicht unbedingt ein komplettes Schrägdach auf Ihre Garage bauen. Sie können die Module auch auf schrägen Metallgestellen verankern.
Freitragende Carports können nachträglich mit Photovoltaikdächern ausgestattet werden, auf luftigen Unterkonstruktionen aus Holz, Stahl oder Aluminium. Wie bei der Überdachung der Terrasse, des Wintergartens oder beim Vordach können die verwendeten Solarpaneele semitransparent sein, also teilweise lichtdurchlässig. Doch Vorsicht: Auch hier gelten die Vorschriften für Überkopfverglasungen.
Transparente oder halbtransparente Glasdächer für Carports, Unterstände oder Wintergärten heißen auch Überkopfverglasung. Darunter fallen ebenso transparente Module für Photovoltaik, die auf der Rückseite verglast sind, sozusagen ein Solar-Glasdach. Inzwischen sind die ersten Produkte am Markt erhältlich, die über eine allgemeine bauaufsichtliche Zulassung verfügen. Solarmodule gelten als Verbundsicherheitsglas (VSG), wenn sie bestimmte Eigenschaften nachweisen.
Was selbst viele Fachbetriebe nicht wissen: Die technischen Normen lassen Überkopfverglasungen aus VSG-Scheiben auch ohne bauaufsichtliche Zulassung zu, wenn das Kantenverhältnis, also Scheibenlänge zu Scheibenbreite, unter 1 zu 3 bleibt. Die Module sind gegen Wind zu sichern.
Auf einem üblichen Carport sind nur kleine Photovoltaik-Anlagen mit 2 oder 3 Kilowatt machbar. Mehr Fläche steht meist nicht zur Verfügung. Aber allein damit lassen sich im Jahr zwischen 2.000 und 3.000 Kilowattstunden ernten. So eine Photovoltaikanlage ist preiswert und innerhalb eines Tages installiert und angeschlossen .
Was für Carports oder Garagen gilt, kann man auf alle anderen Anbauten übertragen: Schuppen, Werkstätten, Büroräume oder Shops. Und: An den Pfosten des Carports lässt sich eine Ladestation für das Elektroauto leicht montieren. Die Einspeisung des Sonnenstroms ins Hausnetz erfolgt durch den Wechselrichter. Denkbar sind großzügige Solardächer, die den Stellplatz der Fahrzeuge mit Abstellflächen für Fahrräder (Elektrofahrräder) oder (elektrische) Gartengeräte kombinieren.
Mit Balkon-Solaranlagen – auch Stecker-Solaranlagen genannt – können Mieter*innen eigenen Solarstrom erzeugen. Dazu befestigen sie kleine Module mit je 300 Watt an der Balkonbrüstung. Zwei Module können nach Angaben der Verbraucherzentrale Rheinland-Pfalz bei optimaler Ausrichtung in Richtung Süden mit 30 Grad Neigung 540 Kilowattstunden pro Jahr erzeugen. Davon kann ein Haushalt etwa 400 Kilowattstunden selbst verbrauchen. Meist werden Balkonmodule jedoch senkrecht montiert, die Erträge sind also oft geringer.
Eine Übersicht zu verfügbaren Stecker-Solaranlagen und Informationen zur Technik gibt es auf dem Portal PV Plug der Deutschen Gesellschaft für Sonnenenergie (DGS). Details zu Geräten, Förderung und Anmeldung von Balkon-Solaranlagen sind bei der Verbraucherzentrale zu finden.
Das Aufstellen von Photovoltaikmodulen im Garten ist einfach möglich. Wenn die Sonne im Tagesverlauf ihren Stand ändert, müssen sie allerdings auf vielen Grundstücken von Hand umgestellt werden, sonst stehen sie irgendwann im Schatten. Diese Variante eignet sich vor allem für Grundstücke und Gärten,
Voraussetzung ist ein Mikrowechselrichter, um den Strom gleich vor Ort verwenden zu können.
Für welche Anwendung ist ein Solarterrassendach geeignet?
Solarterrassendächer sind sinnvoll, wenn das Gebäudedach aufgrund der Statik oder wegen einer zu großen Verschattung für eine Photovoltaikanlage nicht in Frage kommt. Der gewonnen Strom kann dann selbst genutzt oder eingespeist werden, auch das Laden eines E-Autos ist möglich.
Woraus besteht die Konstruktion, die die Solaranlage trägt?
Meist aus Holz oder Aluminium. Holz hat den Vorteil, dass es robust und stabil ist. Man muss es jedoch deutlich intensiver vor Witterungsschäden pflegen. Aluminium hingegen witterungsbeständiger, kostet aber auch deutlich mehr.
Was ist bezüglich der Sicherheit zu beachten?
Für Solarterrassendächer gelten strengere Sicherheitsbedingungen als für Solaranlagen auf dem Hausdach. Die Solarpanels müssen viel mehr Winddruck standhalten können und auch größere Mengen an Schnee gut verkraften können. Damit das gewährleistet ist, besitzen die Solarmodule spezielle Beschichtungen (PVB - Polyvinylbutyral).
Welche Terrassen sind geeignet?
Die Terrasse sollte nach Süden ausgerichtet und nicht verschattet sein. Bereits kleinste Teil Verschattungen können zu einer Effizienzminderung führen. Bei der Aufstellung ist dann auch die Dachneigung relevant.
Wie viel kostet ein Solarterrassendach?
In der Regel muss bei einer Solarterrasse mit einer 20 Quadratmerter großen Terrassenüberdachung mit Kosten ab etwa 9.000 € gerechnet werden. Nichtsdestotrotz amortisiert sich der hohe Kaufpreis langfristig gesehen von selbst durch den eingesparten Strom und dessen Kosten. In der Regel hat sich nach 15 bis 20 Jahren die Investition rentiert. Verschattet ein Solarterrassendach nicht die ganze Terrasse? Nein, diese Dächer haben eine sehr hohe Lichtdurchlässigkeit.
Interview mit Robin Giller, Inhaber von GLASVORDACH.DE.
