Kaum ein Thema beherrscht die täglichen Nachrichten so wie die alternative Energiegewinnung. Dabei spielt Photovoltaik eine entscheidende Rolle, da sie eine herausragende Flexibilität besitzt. Sie ist als nachhaltiges Energiekonzept sowohl für Privathaushalte, als auch im Gewerbe geeignet.
PV-Anlage auf dem Flachdach: Die Modulneigung bestimmt die Ausbeute
Bei PV-Anlagen auf Flachdächern wird in der Regel ein geringerer Neigungswinkel und eine Ausrichtung in Ost-West-Richtung gewählt. Idealerweise wird ein Solarpaneel so ausgerichtet, dass die Sonnenstrahlen im rechten Winkel auf dessen Oberfläche treffen. Dies ist als Folge der Sonnenbewegung nicht dauerhaft möglich, weshalb bei fest installierten Solarmodulen ein Kompromiss gewählt wird, der üblicherweise bei 30 bis 35 Winkelgrad liegt.
Der Einfachheit halber werden die Module in den meisten Fällen flach auf einem Schrägdach montiert, auch wenn dabei die Neigung nicht dem Ideal entspricht.
Das Bild modulbestückter Schrägdächer ist alltäglich geworden. Damit geht jedoch einher, dass für viele Menschen die Photovoltaik auf Flachdächern als unrentabel oder sogar nicht machbar gilt. Das ist falsch!
Pro und contra von Photovoltaik auf Flachdächern
Photovoltaikanlagen bestehen aus mehreren Modulen. Diese werden einzeln auf dem Dach montiert. Wie eingangs erwähnt, liegt der ideale Aufstellwinkel eines Solarmoduls in Deutschland bei 30 – 35°. Solarmodule auf Flachdächern werden daher immer aufgeständert. Auf diese Weise kann der Winkel exakt gewählt und eingestellt werden, und er ist nicht mehr abhängig von der Neigung des Schrägdaches.
Neben der optimalen Ausrichtung in Richtung des Sonnenstandes wirkt sich der Neigungswinkel der Photovoltaikmodule auch auf Verschmutzung und hohe Schneelasten aus: je steiler die Zelle geneigt ist, desto verlässlicher sorgt der Regen für die Reinigung, und desto weniger Schnee bleibt auf der Oberfläche liegen.
Ist die Neigung zu gering, müssen Sie die Module eventuell regelmäßig manuell reinigen. Auch dies ist ein Aspekt, der bei der Planung einer Photovoltaikanlage für das Flachdach berücksichtigt werden sollte.
Aufständerung der Solaranlage beim Flachdach
Die Aufständerung der Solarmodule beim Flachdach ist mit zusätzlichen Kosten verbunden, die nicht unerheblich sind. Dabei spielt vor allem eine Rolle, dass aufgeständerte Module einen größeren Windwiderstand bieten, und daher gegen die Windlast gesichert werden müssen.
Ein einfaches Aufsetzen auf die Ziegel, oder eine Aufständerung für das Flachdach ohne Dachdurchdringung, ist nicht sinnvoll, und kann zu teuren Schäden führen. Um dem zu entgegnen, sind im Handel aerodynamisch optimierte Photovoltaikanlagen erhältlich.
Immer zu bedenken ist zudem: Die Ständer stellen ein zusätzliches Gewicht dar, das die Tragfähigkeit des Daches nicht überschreiten darf, wobei die meisten Flachdächer das Gewicht der Photovoltaikanlage tragen können. Eine schnelle Montage der Photovoltaik auf dem Flachdach ist dann auch hier problemlos machbar.
Dachdurchdringung bei Flachdach Photovoltaik
Wenn das Gewicht der Photovoltaikanlage mit Ständern zu hoch ist, oder wenn mit hoher Windlast zu rechnen ist, empfiehlt sich die Installation einer PV-Anlage auf Flachdächern mit Dachdurchdringung. Hierbei werden die Stellrahmen der Module nicht an der Dachoberfläche direkt, sondern am Dachbau selbst fixiert.
Durch die Dachdurchdringung geht eine Verletzung der Dachhaut des Flachdachs einher. Es entstehen Durchbrüche bei der Isolation, sogenannte Kältebrücken, zudem ist die Dichtigkeit gegenüber Regenwasser nicht mehr gewährleistet. Diese Aspekte sind auf jeden Fall bei der Montage von Photovoltaik auf dem Flachdach mit einzukalkulieren.
Vorteile der Aufständerung bei Solaranlagen
Aufgeständerte Solarmodule lassen eine besonders gute Belüftung zu, so dass die Anlage besser gekühlt wird. Um möglichst nahe am optimalen Wirkungsgrad zu arbeiten und den maximal möglichen spezifischen Ertrag mit der PV-Anlage zu erzielen, dürfen die Zellen nicht zu heiß werden. Die gute Kühlung verlängert zudem die maximale Lebensdauer der Module.
Ein weiterer Vorteil der Montage einer Solaranlage auf dem Flachdach ist die größere Fläche, die für die Photovoltaik zur Verfügung steht. Beim Aufbau einer Photovoltaikanlage auf dem Schrägdach kann maximal die Dachfläche verwendet werden.
Der optimale Reihenabstand ist individuell zu bestimmen. Beim Flachdach in Kombination mit Photovoltaik wird durch die Aufständerung eine insgesamt größere Fläche genutzt. Die Ständer stehen in bestimmten Abständen zueinander, die Zwischenräume der Module können daher begrünt werden.
Lohnt es sich eine Flachdach PV-Anlage zu kaufen?
Zwei Entwicklungen lassen diese Frage eindeutig bejahen. Zum einen sind die Anschaffungskosten für Solarmodule in den letzten Jahren stetig gesunken. Zum anderen steigen die Strompreise permanent, und damit das für Sie zur Verfügung stehende Einsparpotential.
Bedingt durch die geplante Abschaltung der letzten Atomstrom-Meiler dürfen wir in den nächsten Jahren mit weiteren Strompreiserhöhungen rechnen. Am einfachsten erfahren Sie, was sich für Sie lohnt, indem Sie einen der zahlreichen Ertragsrechner im Internet verwenden.
Mehr dazu: PV-Anlage kaufen
Problem der Verschattung – wo sich Photovoltaik nicht lohnt
Nicht alle Standorte sind für Photovoltaik ideal geeignet. Idealerweise befindet sich das Flachdach mit den Paneelen in direkter Sonneneinstrahlung. Liegt die Solaranlage jedoch im Schatten durch Bäume, Berge, benachbarte Gebäude oder auch nur durch auf demselben Dach befindliche Gauben, Kamine oder Antennen, dann sinkt die Energieausbeute beträchtlich.
Die Module können dann nur noch diffuse Sonneneinstrahlung nutzen.
Verschattung bringt ein weiteres, indirektes Problem mit sich. Dies liegt in der Verschaltung der einzelnen Module begründet. In Reihe geschaltete Module ergeben einen sogenannten String. Wird ein Teil dieses Strings verschattet, entsteht ein Flaschenhals, der die Leistung aller im String befindlichen Module limitiert.
Dadurch sinkt nicht nur die Ausbeute der PV-Anlage erheblich, es können auch aufgrund von Überhitzung an der Engstelle Schäden auftreten. Achten Sie also bei unvermeidbarer Verschattung darauf, dass Ihre Flachdach Photovoltaikanlage mit Bypass-Dioden ausgestattet ist, die betroffene Zellen überbrücken, und so die Gefahr von Schäden abwenden können.
Welche Arten von Photovoltaikanlagen für das Flachdach gibt es?
Der Markt an Photovoltaik-Modulen teilt sich in Dünnschicht- und Dickschichtmodule auf. Dickschicht-Module werden deutlich günstiger angeboten, obwohl sie kostenintensiver in der Produktion sind.
Dickschichtmodule
Wenn Sie Photovoltaikanlagen auf Häuserdächern sehen, handelt es sich in den allermeisten Fällen um Dickschichtmodule. Obschon teurer in der Herstellung, sind sie ein solches Massenprodukt, dass sie deutlich günstiger am Markt angeboten werden.
Unter diesen Modulen kommen polykristalline am häufigsten vor, da sie etwas billiger sind. Unsere Glas-Glas-Module verwenden monokristalline Zellen, die einen höheren Wirkungsgrad haben, und die damit die verfügbare Dachfläche effektiver ausnutzen.
Dünnschichtmodule
Wenn es um mobilen Einsatz geht, und das Gewicht eine Rolle spielt, kommen Dünnschichtmodule zum Einsatz, bei denen der Halbleiter-Absorber auf einen Träger aufgedampft wird, der sogar flexibel sein kann.
In der großflächigen Photovoltaik ist diese Technologie nur selten im Einsatz. Im Labor wurden jedoch schon Verfahren mit besserem Wirkungsgrad als dem monokristalliner Zellen erforscht. Hier ist in naher Zukunft mit einigen Fortschritten zu rechnen.
Wie können Photovoltaikanlagen auf Flachdächern installiert werden, ohne das Dach zu durchdringen?
Photovoltaikanlagen können auf Flachdächern installiert werden, ohne dass das Dach durchdrungen werden muss. Es gibt verschiedene Methoden zur Installation von Solarmodulen auf Flachdächern. Eine dieser Methoden ist das Ballastsystem, bei dem Ballastierungssteine oder Kies verwendet werden, um die Solarmodule zu befestigen.
Das Gewicht dieser Ballaste hält die Paneele fest auf dem Dach, ohne dass das Dach durchdrungen werden muss. Dies gewährleistet die Unversehrtheit des Daches und bietet eine sichere und zuverlässige Lösung für die Installation von Photovoltaikanlagen auf Flachdächern.
Was sind die möglichen Nachteile der Ballastierung von Photovoltaikanlagen auf Flachdächern?
Es gibt mehrere potenzielle Nachteile bei der Ballastierung von Photovoltaikanlagen auf Flachdächern, welche wir hier für Sie aufgelistet haben.
- Erhöhte Kosten und zusätzliche Dachlast: Ballastierung ist häufig erforderlich, um die Photovoltaikmodule zu sichern, da Installationen auf Flachdächern in der Regel keine Dachdurchdringung zulassen. Das bedeutet, dass das System entsprechend den örtlichen Wind- und Schneelasten zusätzlich beschwert werden muss. Gängige Methoden sind die Verwendung von Ballaststeinen oder Kies. Das Hinzufügen von Ballast verursacht jedoch zusätzliche Kosten und erhöht die statische Belastung der Dachkonstruktion. Die Installation von Windabweisern kann ebenfalls erforderlich sein, was die Kosten weiter erhöht.
- Geringere Leistung und Energieausbeute: Im Gegensatz zu Schrägdächern kann es bei Flachdächern zu einer gegenseitigen Verschattung der Module kommen. Um dies zu vermeiden, muss ein gewisser Abstand zwischen den Modulreihen eingehalten werden. Dies reduziert jedoch die Anzahl der maximal installierbaren Photovoltaikmodule und damit das gesamte Energieertragspotenzial der PV-Anlage.
- Erhöhter Wartungs- und Reinigungsaufwand: Photovoltaikanlagen auf Flachdächern weisen in der Regel geringere Neigungswinkel auf, was zu einem reduzierten Selbstreinigungseffekt durch natürliche Witterungseinflüsse führen kann. Je nach Standort kann eine regelmäßige Reinigung der Module erforderlich sein, um Schmutz und andere Verunreinigungen zu entfernen. Dieser zusätzliche Wartungsaufwand kann die Betriebskosten der Photovoltaikanlage erhöhen.
Werden Photovoltaikanlagen gefördert?
Die hauptsächliche Förderung einer Investition in Photovoltaik besteht aus zinsgünstigen Darlehen der Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW). Kapitalbereitstellung ist auch über das Programm „Erneuerbare Energien – Standard“ möglich. Ein reiner Zuschuss ist ebenfalls möglich – vom Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA).
Dieser Zuschuss wird gewährt, wenn der Aufbau der Photovoltaik-Anlage im Rahmen eines energieeffizienten Baus geschieht. Das für Sie passendste Fördermodell errechnet sich am einfachsten Mittels eines Solar-Investitionsrechners aus dem Internet.
Darüber hinaus gibt es in zahlreichen Bundesländern Förderprogramme für Photovoltaik-Anlagen, mit denen Sie Tausende Euro sparen können.
