Photovoltaikanlagen werden in der Regel auf Dächern angebracht, um die bestmögliche Lichtaufnahme zu garantieren. Dabei gibt es viele Arten von Dächern, die sich in Form und Struktur voneinander unterscheiden.
In Deutschland ist vor allem das Schrägdach besonders prominent vertreten. Das spiegelt sich auch in der Photovoltaik wider. Die meisten PV-Anlagen sind hierzulande auf einem Schrägdach angebracht.
Installation: Aufdach & Indach
Die meisten Photovoltaikanlagen werden per Aufdach-Lösung auf ein bereits bestehendes Schrägdach montiert. Das bedeutet, für die Befestigung der einzelnen Solarmodule an den Dachziegeln sorgen Dachhaken, Montageschienen und Modulklemmen aus Metall.
Besteht das Dach aus Blech, kommen Schrauben anstelle der Haken zum Einsatz.
Bei einer Indach-Lösung werden die PV-Module in das Dach integriert. Dadurch wirkt die gesamte Anlage deutlich unauffälliger und sticht nicht sofort ins Auge. Dieser Montageansatz bietet sich insbesondere bei Neubauten oder einer Dacherneuerung an.
Schrägdach: Welche Unterarten gibt es?
[H3] Satteldach
Das Satteldach ist sehr weit verbreitet in Deutschland und gilt als ideale Dachform für PV-Anlagen.
Die Struktur weist zwei abfallende Seiten auf, die einen Giebel bilden. Dadurch bieten sich große und ebene Flächen, auf denen Solarmodule in großer Stückzahl verlegt werden können.
Die rechtwinklige Form der Dachflächen vereinfacht dabei die Montage. Und der typische Neigungswinkel von Satteldächern (zwischen 30 und 45 Grad) verspricht einen hohen Wirkungsgrad[CÜ2].
Allerdings darf die Ausrichtung der Dachflächen dabei nicht außer Acht gelassen werden. Sie trägt entscheidend zur Effizienz bei. So sind PV-Anlagen, die Richtung Süden ausgerichtet sind, am ertragreichsten. Ost-West-Anlagen erzeugen zwar vergleichsweise weniger Strom, können jedoch auf Satteldächern mit guten Erträgen aufwarten.
Morgens, wenn die Sonne im Osten aufgeht, erzeugt die ostseitige Anlage Strom, und abends, wenn die Sonne im Westen untergeht, tut dies die westseitige Anlage. Obwohl jede Seite weniger Strom erzeugt als eine optimale Südausrichtung, kann der Gesamtertrag dennoch hoch sein.
Die Neigung eines Satteldachs hat zudem einen selbstreinigenden Effekt auf die Solarmodule[CÜ3] , da Regenwasser etwaigen Schmutz und Staub von den Panels abspült. Das erleichtert die Wartungsarbeiten und stellt sicher, dass die PV-Anlage uneingeschränkt leistungsfähig bleibt.
Schleppdach
Das Schleppdach ist im Grunde ein erweitertes Satteldach. Der Aufbau bedient sich entsprechend der gleichen Basis – zwei abfallende Seiten. Es gibt es jedoch eine entscheidenden Unterschied. Das Schleppdach weist eine deutliche Verlängerung einer der beiden Seiten auf, die bis über die tragenden Außenwände hinausragt. Dadurch steht einer PV-Anlage grundsätzlich noch mehr Fläche zur Verfügung.
Pultdach
Das Pultdach besteht aus einer großen, geneigten Fläche. Einen Giebel oder sonstige Verzahnungen in der Struktur, die für Unebenheiten sorgen könnten, gibt es entsprechend nicht – gute Voraussetzungen für den Betrieb einer Photovoltaikanlage.
Durch den Aufbau der Dachform ist eine Ausrichtung zur Südseite sehr zu empfehlen. Abweichungen nach Osten oder Westen sind zwar kein K.-o.-Kriterium, mildern allerdings den Stromertrag. Bei einer Ausrichtung gen Norden lohnt sich die Installation einer PV-Anlage dagegen nicht zwingend. Eine genaue Analyse der individuellen Gegebenheiten ist hier unabdingbar. Im besten Fall holen Sie sich den Rat von Fachleuten ein.
Die Fläche eines Pultdachs ist immer rechteckig. Das macht die Verlegung der Solarmodule sehr einfach. Zudem weisen Pultdächer in der Regel weniger Störfaktoren wie z.B. Fenster auf. Die vereinfacht die Montage der Panels zusätzlich.
Neigung für PV-Anlagen auf Pultdächern
Der Neigungswinkel von Pultdächern ist in Deutschland nicht gesetzlich genormt. Die allgemeine Definition sieht zwischen 11 und 60 Grad vor. Der Spielraum ist entsprechend groß. Typischerweise liegt die Neigung jedoch bei 15 bis 30 Grad.
Photovoltaikanlagen in der gemäßigten Klimazone verlangen für einen optimalen Wirkungsgrad bei einer Südseitenausrichtung 30 bis 40 Grad. Eine flachere Neigung von 10 bis 20 Grad ist dagegen vorteilhaft, wenn die Ausrichtung des Pultdach zwischen 45 und 90 Grad gen Ost-West abweicht.
Befestigung & Aufständerung
Pultdächer können auf unterschiedliche Art und Weise konzipiert sein. Die Eindeckung kann unter anderem Blech, Bitumen, Schiefer und Folien umfassen. Auch Ziegel oder Begrünung sind möglich. Die Installation einer PV-Anlage auf einem Pultdach muss daher auf die jeweiligen Gegebenheiten abgestimmt sein.
Es gibt verschiedene Montagesysteme[CÜ6] , die je nach Dacheindeckung zum Einsatz kommen. Auf Metalldächern etwa kommt die Anbringung der Solarmodule ohne eine Durchdringung aus. So werden z.B. beim Blechfalzdach die Solarmodule über eine spezielles Klemmsystem direkt an der Falz befestigt[CÜ7] .
Pultdächer aus Ziegeln oder Bitumen fordern dagegen eine andere Herangehensweise. Für eine feste Verankerung der Panels müssen die Sparren des Dachstuhls durchdrungen werden. Ist die Dacheindeckung begrünt, kommen verschiedene Montagansätze infrage. Neben Aufständerungssystemen, die aus Rahmen oder Gestellen bestehen und ebenfalls eine Durchdringung erfordern, kann auch eine durchdringungsfreie Installation zum Einsatz kommen. Derartige Systeme nutzen spezielle Halterungen, die auf dem Dach befestigt werden und eine sichere Montage der Solarmodule ermöglichen.
Walmdach
Das Walmdach besitzt vier geneigte Seiten, die jeweils aus zwei trapezförmigen und zwei dreieckigen Flächen bestehen. Sie vereinen sich an der höchsten Stelle zum Dachfirst. Da die Dachform meist bei größeren Häusern gewählt wird, ist die Gesamtfläche im Vergleich zu vielen anderen Schrägdacharten relativ groß. Genug Platz für den Betrieb einer Photovoltaikanlage ist entsprechend vorhanden.
Tatsächlich eignen sich Walmdächer sehr gut für PV-Anlagen. Die vier Flächen erlauben maximale Flexibilität in der Planung und schwächen die sonst so wichtige Ausrichtung des Hauses ein stückweit ab. Grundsätzlich können einfach die Seiten, die eine optimale Nutzung versprechen, mit Solarmodule bestücken werden. Heißt: Sind die Ost-, Süd- und Westseite mit Panels versehen, folgt die PV-Anlage quasi der Bewegung der Sonne und kann ihre Strahlen über den Großteil des Tages aufnehmen.
Welche Herausforderungen bergen PV-Anlagen auf Walmdächern?
Auf dem Papier sind Walmdächer wie gemacht für die Photovoltaik. Allerdings gibt es auch einige Herausforderungen, die bei der Planung und der Montage gemeistert werden müssen. Denn gleichwohl die Dachform eine große Gesamtfläche bietet und aus vier Seiten besteht, kann die angeführte Flexibilität eingeschränkt sein.
Der Grund sind die dreieckigen Flächen, die der Dachform ihren Namen geben: Walm. Sie bieten den rechtwinkligen Solarmodulen nur bedingt Platz und sind für eine Verknappung der Modulreihen verantwortlich. Mit steigender Höhe müssen die Panels weiter ins Innere der Dachfläche versetzt werden. Die Folge sind nicht nur weniger Module, sondern auch freie, unbenutzbare Restflächen. Das beeinträchtigt sowohl Effizienz als auch Ästhetik.
Der Neigungswinkel kann ebenfalls eine Herausforderung darstellen. Walmdächer mit einer steilen Neigung sind nicht untypisch. Sowohl die Montage als auch die optimale Ausrichtung der Panels werden dadurch erschwert.
Mansarddach
Häuser mit einem Mansarddach sind eher selten anzutreffen. Da die Konstruktion sehr aufwendig ist, fällt die Wahl in der Regel auf andere Dachformen. Dabei ist ein Mansarddach schön anzusehen und vermittelt einen hochwertigen Eindruck.
Der Aufbau umfasst zwei Dachseiten. Diese verlaufen jedoch nicht durchgängig, sondern knicken im unteren Bereich ab. Dadurch entstehen insgesamt vier Flächen, die sich in ihrem Neigungswinkel voneinander unterscheiden. Während die beiden Flächen im oberen Bereich relativ flach sind und nur eine geringe Neigung aufweisen, sind die unteren Flächen deutlich steiler.
Eignung von Mansarddächern für PV-Anlagen
Gleichwohl das Mansarddach vier Flächen bietet, eignet sich die Dachform nur bedingt für die Installation einer Photovoltaikanlage. Die komplexe Struktur erschwert die Anbringung der Solarpanels, da oft Gauben, Fenster oder andere Elemente unterschiedliche Neigungswinkel zu verantworten haben. Es bedarf daher einer sorgfältigen Planung und einer Anpassung des Montagesystems.
Aufgrund der speziellen Konstruktion und der damit verbundenen Winkel können Mansarddächer anfällig für Verschattung[CÜ10] sein. Bäume, umliegende Gebäude oder andere Hindernisse, die Schatten auf die Solarmodule werfen, können die Leistung der Photovoltaikanlage erheblich beeinträchtigen. Mansarddächer fordern gegebenenfalls – je nach Struktur und Bauweise – eine aufwendige Verschattungsanalyse.
Die Sicherheit spielt bei der Montage einer PV-Anlage auf Mansarddächern ebenfalls eine wichtige Rolle und kann der Dachform ihre Eignung absprechen. Da die steilen Neigungswinkel den Zugang erschweren, können Installation, Wartung und Reinigung ein hohes Gefahrenpotenzial aufweisen.
Zeltdach
Das Zeltdach erinnert vom Aufbau an eine Pyramide. Die Dachform besteht meist aus vier dreieckigen Flächen, die steil aufeinander zulaufen und an der obersten Stelle eine Art Turmspitze bilden. Die Konstruktion ist vor allem im mediterranen Raum weitverbreitet. In Deutschland sind es vermehrt Kirchen, die ein Zeltdach aufweisen.
Zeltdächer bieten für die Montage einer Photovoltaikanlage meist keine optimale Ausgangslage. Dafür gibt es verschiedene Gründe. So ist etwa die Größe der gesamten Dachfläche überschaubar. Der Grundriss der Gebäude, die sich für die Dachform anbieten, ist in der Regel quadratisch. Die Menge an Solarmodulen, die verbaut werden kann, ist entsprechend klein. Die zur Verfügung stehende Fläche lässt sich dabei nicht einmal voll ausnutzen, da die dreieckigen Dachseiten ein sperriges Terrain für die rechteckigen Panels bilden – ähnlich wie beim Walmdach.
Der Neigungswinkel kann ebenfalls ein Problem für eine PV-Anlage darstellen. Zeltdächer sind in dieser Hinsicht nicht genormt. Je nach Bauweise und Design kann die Neigung variieren. Tatsächlich sind jedoch 20 bis 30 Grad typisch, was wiederum einer südlich ausgerichteten PV-Anlage zugutekommt. Neigungen unterhalb von 20 Prozent sind jedoch ebenfalls verbreitet – etwa bei Villen.
Tonnendach
Das Tonnendach ist eine spezielle Schrägdachform, die durch eine markanten Optik heraussticht und sich insbesondere für großen Bauten wie z.B. Bahnhöfe anbietet. Der Name geht dabei auf die Struktur zurück. Die Dachform erinnert an eine halbierte Tonne, die auf einem Haus liegt. Ebene Flächen gibt es entsprechend nicht. Das erschwert zwar die Montage einer Photovoltaikanlage. Unmöglich ist eine Installation jedoch nicht.
Dank spezieller Montagesysteme lässt sich eine PV-Anlage auch auf gebogenen Dächern montieren. Mithilfe eines Aufstellsystems, das auf Profilschienen zurückgreift, können ebene Panels spannungsfrei entlang der Dachform installiert werden. Alternativ sind auch flexible Solarmodule [CÜ13] eine gute Möglichkeit. Sie bestechen durch Biegsamkeit und kommen bei unebenen Flächen zum Einsatz. Allerdings sind die flexiblen Module nicht so effizient wie herkömmliche Panels.
Reetdach[CÜ14]
Die Installation von Solaranlagen auf Reetdächern ist technisch möglich, aber sie stellt einige besondere Herausforderungen dar und ist in einigen Ländern aufgrund von Brandschutzbestimmungen sogar verboten. Reetdächer sind anfällig für Brände, und die Installation von Solarmodulen kann dieses Risiko erhöhen, wenn sie nicht sorgfältig und fachgerecht durchgeführt wird.
Fazit
Das Schrägdach ist das Maß aller Dinge, wenn es um die Montage einer Photovoltaikanlage geht. Allerdings ist die Dachform sehr facettenreich und birgt viele verschiedene Unterarten, die nochmals einige Unterschiede aufweisen. In Deutschland ist vor allem das Satteldach weitverbreitet. Es eignet sich ideal für eine PV-Anlage, muss jedoch für den maximalen Ertrag gen Süden ausgerichtet sein.
Generell ist die Ausrichtung der Solarmodule auf Dächern entscheidend für den Wirkungsgrad. Gleiches gilt für den Neigungswinkel der jeweiligen Dächer. Doch gleichwohl die Montage einer Photovoltaikanlage bestimmte Rahmenbedingungen erfüllen sollte und sich nicht für jedes Schrägdachform gleichermaßen anbietet, ist eine individuelle Planung unabdingbar. Idealerweise sollten Sie daher immer den Rat eines Experten einholen, wenn Sie eine fachgerechte Installation anstreben.
Kurz gesagt:
Die meisten Schrägdächer eignen sich gut für die Anbringung einer Photovoltaikanlage. Die verschiedenen Dachformen verlangen jedoch passende Montagesysteme. Satteldächer verlangen etwa eine andere Planung als Tonnendächer. Zelt- und Mansarddächer sind dagegen je nach Struktur und Voraussetzungen weniger bis gar nicht geeignet. Zudem müssen Sie abwägen, ob Sie sich für eine Aufdach- oder Indach-Lösung entscheiden.
Nachgefragt
Welche Dachneigung ist ideal für eine PV-Anlage?
Eine Photovoltaikanlage bringt den besten Ertrag, wenn das Schrägdach eine Neigung zwischen 30 bis 40 Grad aufweist. Die Solarmodule sollten idealerweise gen Süden ausgerichtet sein.
Welche Schrägdachformen eignen sich nicht für eine PV-Anlage?
Kein Schrägdach ist gleich. Selbst Dächer, die der gleichen Form angehören, können sich unterscheiden. Dadurch kann eine Eignung weder pauschal bejaht noch pauschal verneint werden. Nichtsdestotrotz bieten einige Schrägdächer bessere Voraussetzungen für eine PV-Anlage. So gelten Satteldächer als ideale Dachform. Auch Schlepp-, Pult- und Walmdächer eignen sich gut in der Theorie.
Spielt der Zustand des Daches eine Rolle?
Der Zustand des Daches, auf dem eine PV-Anlage montiert werden soll, ist wichtig. Da die Mindestlebenserwartung einer Photovoltaikanlage bei 25 Jahren liegt, sollte das entsprechende Dach diese Zeitspanne überleben.
Lohnt sich eine PV-Anlage, die nicht zur Südseite ausgerichtet ist?
Ja, eine Ost-West-Ausrichtung kann ebenfalls sinnvoll sein. Die Sonne steht morgens im Osten und in den Abendstunden im Westen. Auch wenn dadurch die starke Südeinstrahlung nicht von den Solarmodulen aufgenommen wird, lohnt sich eine PV-Anlage. Das gilt insbesondere für Berufstätige, die tagsüber nicht zuhause sind und in der Zeit keinen Strom verbrauchen.
[CÜ1]Bitte ein Bild von einem Satteldach einfügen.
[CÜ2]Verlinkung zum Thema:
– Wirkungsgrad
[CÜ3]Verlinkungen zu möglichen Themen:
– Reinigung
– Wartung
[CÜ4]Bitte ein Bild von einem Schleppdach einfügen.
[CÜ5]Bitte ein Bild von einem Pultdach einfügen.
[CÜ6]Verlinkung zum Thema:
– Montagesysteme
[CÜ7]Hier bietet sich Bild für ein besseres Verständnis an. Beispielsweise: https://www.novotegra.com/fileadmin/03_Mounting_Systems/04-Semaed-Metal-Roof/01-Clamping-System/blechfalzdach-klemmsystem.jpg
[CÜ8]Bitte ein Bild von einem Walmdach einfügen.
[CÜ9]Bitte ein Bild von einem Mansarddach einfügen.
[CÜ10]Verlinkung zum Thema:
– Verschattung
[CÜ11]Bitte ein Bild von einem Zeltdach einfügen.
[CÜ12]Bitte ein Bild von einem Tonnendach einfügen.
[CÜ13]Verlinkung zum Thema:
– Flexible Solarmodule
[CÜ14]Das Reetdach könnte als „special interest“ noch thematisiert werden.
Schreibe einen Kommentar