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Photovoltaik Flachdach: Wie funktioniert die Montage?
Flachdach Photovoltaik: Das Wichtigste in Kürze
Die Montage einer Solaranlage ist auf verschiedenen Dacharten möglich. Bei der Installation auf einem Flachdach müssen entscheidende Schritte beachtet werden.
- Die optimale Ausrichtung von Solarmodulen ist eine 15 bis 35 ° Neigung bei südlicher Orientierung.
- Flachdachanlagen können einseitig nach Süden oder zweiseitig nach Osten und Westen ausgerichtete werden.
- Flachdachanlagen können mit oder ohne Dachdurchdringung installiert werden.
- Module müssen auf Gerüsten aufgestellt werden. Diese werden entweder verschraubt oder beschwert.
- Vor der Montage ist es wichtig, den Reihenabstand zu berechnen.
Die Nachfrage nach Photovoltaik wächst immer stärker. Vor allem bei Eigenheimbesitzern wird der günstige Solarstrom immer beliebter. Am häufigsten werden hierbei Aufdach-Anlagen installiert, die auf den Schrägdächern anhand einer Unterkonstruktion befestigt sind. Aber auch Photovoltaik Flachdach Installationen werden immer häufiger.
In diesem Artikel werfen wir einen genaueren Blick auf Flachdächer. Jedes Dach, das eine Neigung von maximal 10 Grad hat, gilt als Flachdach. Wie und unter welchen Umständen eine Photovoltaikanlage auf einem Flachdach montieren werden kann, klären wir in den folgenden Kapiteln.
Optimale Ausrichtung einer Solaranlage auf einem Flachdach
Für die optimale Positionierung von Photovoltaikmodulen auf einem Flachdach gilt es zwei Merkmale zu beachten:
- den Neigungswinkel der Module
- die Ausrichtung der Module
Der Winkel und die Ausrichtung beeinflussen den Ertrag der Anlage. In der folgenden Infografik wird dies anschaulich dargestellt wird:
Neigungswinkel
Der Neigungswinkel beschreibt den Winkel der Solarmodule zum Boden. Eine Ausrichtung von 0 Grad ist also ein Modul, das flach auf dem Boden liegt. Bei einer Ausrichtung von 90 Grad steht das PV-Modul senkrecht auf der Fläche unter sich.
Im Gegensatz zu Aufdach-Anlagen würden Solarplatten auf einem Flachdach ohne zusätzliche Montagesysteme flach auf dem Untergrund liegen.
Der Vorteil dabei: Ein Neigungswinkel von 0 Grad bedeutet eine sehr geringe Windlast. Denn je steiler ein Modul angewinkelt ist, desto stärker drückt Wind dagegen.
Der Nachteil bei 0 Grad Neigungswinkel liegt im Stromertrag.
Der optimale Neigungswinkel für den größten Stromertrag liegt bei 15 bis 35 Grad Neigung. Bei der Montage von PV-Modulen auf einem Flachdach sollte daher ein Gerüst verwendet werden.
PV Modul Ausrichtung
Die Ausrichtung bei Photovoltaikmodulen bezieht sich auf die Positionierung nach Himmelsrichtung. Die geografische Ausrichtung beeinflusst die Effizienz der Solaranlage.
Die optimale Ausrichtung für ein Solarpanel ist nach Süden. Das heißt jedoch nicht, dass eine andere Ausrichtung keinen Stromertrag bringt. Ganz im Gegenteil: PV-Anlagen, die nach Osten und Westen ausgerichtet sind, bringen ähnlich hohe Erträge und erzeugen meistens dann Strom, wenn Sie gerade zu Hause sind, also morgens und abends. Die Photovoltaik Nordseite wird in der Regel als letzte Option betrachtet, kann sich in manchen Fällen aber trotzdem für Hausbesitzer lohnen.
Photovoltaikanlagen auf Flachdächern können also auf zwei Weisen aufgestellt werden:
- doppelseitig (Ost-West-Ausrichtung)
- einseitig (Süd-Ausrichtung)
Während eine einseitige Ausrichtung nach Süden die höchste Effizienz der Module verspricht, produziert eine doppelseitige, oder auch zweiseitige Anlage genau dann Strom, wenn sie morgens und abends zuhause sind. Außerdem können mehr Solarmodule aufgestellt werden, als bei der einseitigen Ausrichtung. Hier müssen nämlich Abstände zwischen den Panels eingeplant werden, damit sich diese nicht gegenseitig verschatten.
Im Kapitel Berechnung des Reihenabstands erklären wir dies genauer.
Tipp Solargründächer:
Auch begrünte Flachdächer können mit Photovoltaik kombiniert werden. Sie erhalten sogar zusätzliche Vorteile wie eine bessere Modulkühlung auch an sehr heißen Tagen. Nicht zu vergessen, dass Sie der Umwelt einen großen Gefallen tun. Teilweise wird Dachbegrünung sogar von Bund oder Land gefördert.
PV Aufständerung auf einem Flachdach
Bei der Photovoltaik Montage auf einem Flachdach kann das Dachgestell nicht wie bei Aufdachanlagen als Teil der Unterkonstruktion genutzt werden. Daher müssen Solarmodule anders installiert werden. Zwei entscheidende Punkte sind zu beachten:
- Die Montageart: Wie können Module auf einer horizontalen Fläche möglichst ertragreich installiert werden?
- Der Reihenabstand: Wie weit voneinander entfernt müssen Module stehen, um sich nicht gegenseitig einzuschränken?
Montage Flachdach Photovoltaik
Da angewinkelte Module auf Flachdächern anfälliger für Windlasten sind, müssen sie gesichert werden. Man unterscheidet zwischen zwei Varianten:
- Photovoltaik Flachdach ohne Dachdurchdringung
- Photovoltaik Flachdach mit Dachdurchdringung
Eine Montage ohne Dachdurchdringung bedeutet, dass die Anlage mit Gewichten beschwert wird, damit sich die Gestellsysteme nicht bewegen. In der Regel nutzt man dabei Ballast-Steine oder Kies-Säcke. Es gilt: lieber etwas zu viel Ballast, als zu wenig. Allerdings erhöht die Verwendung von Ballast das Gewicht. Die Dachdämmung und Unterkonstruktion müssen stark genug sein, um das zusätzliche Gewicht zu tragen.
Bei der Montage mit Dachdurchdringung werden die Gestelle am Dachstuhl bzw. den Sparren selbst verschraubt. Diese Variante ist zwar leichter, es besteht aber das Risiko, undichte Stellen zu verursachen. Es empfiehlt sich, bei dieser Montageart Hilfe von einem Fachbetrieb in Anspruch zu nehmen.
Welche Montageart für Sie die Richtige ist, hängt in erster Linie vom Dach ab. In der Regel wird Ballastierung etwas häufiger gewählt, da sie mit weniger Montageaufwand, einer flexibleren Aufstellung und keiner Beschädigung des Daches verbunden ist. Die Ballastierung der PV-Anlage berechnen in der Regel die Fachunternehmen selbst. Dafür werden oft Simulationssoftwares benutzt, in dem die verschiedenen Variablen der Berechnung eingebunden sind.
PV Aufständerung selber bauen
Grundsätzlich kann man eine PV Aufständerung selber bauen. Dies ist aber mit nennenswerten Risiken verbunden. Folgend haben wir die drei größten Risiken gelistet:
- Das Gerüst wird instabil gebaut, bricht und schädigt Ihre Photovoltaikanlage.
- Das Gerüst ist für einen falschen Winkel gebaut und verursacht Ertragsverluste.
- Das Gerüst wird falsch verankert oder beschwert, verrutscht und schädigt Ihre PV-Anlage.
Außerdem sind geschädigte Module auf lange Sicht sogar sehr gefährlich. Es könnten sogar Hotspots entstehen, die ein Brandrisiko darstellen. Sicherer wäre es also, die Gerüste bereits fertig zu kaufen. Dies ist aber meist recht teuer. Es bietet sich daher gut an, von einem Anbieter eine Komplettlösung einzuholen.
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Berechnung des Reihenabstandes
Wie bereits erwähnt, erzielen Flachdachanlagen die größten Erträge, wenn die Photovoltaikodule einen Neigungswinkel von 15 bis 35 Grad haben. Damit sich die Module aber nicht gegenseitig beschatten, muss ein Reihenabstand eingehalten werden.
Ob ein PV-Modul horizontal oder vertikal montiert wird, bestimmt den Neigungswinkel und somit auch den Reihenabstand. Horizontale Module sind Module, die mit der langen Seite am Dach aufgestellt werden - sie liegen quer. Vertikale Module haben ihre kurze Seite am Dach - sie liegen hochkant. Diese Orientierungen werden auch Landscape (horizontal) und Portrait (vertikal) Orientierung genannt.
Solarplatten in der Portrait Orientierung (vertikal) haben in der Regel automatisch einen höheren Neigungswinkel als Module in Landscape Orientierung (horizontal). Horizontal gestellte Module brauchen somit weniger Reihenabstand. Daher ist diese Montageart für Flachdachanlagen beliebter. Ein höherer PV Modul Montage Abstand bedeutet nämlich auch weniger Platz für mehr Module auf dem Dach. Darunter leidet dann der Stromertrag.
Es gilt: Je höher der Neigungswinkel, desto größer der Reihenabstand.
Dieser wird wie folgt berechnet:
Berechnung des Reihenabstands:
Höhe der Aufständerung vom Boden bis zur Modulkante (H) = Modullänge (L) * sin(Aufstellwinkel ɑ)
Reihenabstand (RA) = Modulkantenhöhe (H) * 3
Zusatz: Die Modullänge (L) ist bei Portrait und Landscape Orientierung jeweils der Abstand von der unteren Modulkante, die auf dem Boden aufsetzt, bis zur oberen Modulkante, die in der Luft ist. Je nach Ausrichtung ist das die Modulbreite oder -höhe.
Eine Beispielrechnung:
Familie Müller montiert auf ihrem Flachdach Photovoltaikmodule mit 15° Neigungswinkel und mit Landscape Orientierung. Das Panel ist 105x180 cm breit. Die Modullänge ist somit 105 cm.
Modulkanthöhe = 105*sin(15) = 27 cm
Reihenabstand = 27*3 = 81 cm
Nachführsysteme
Obwohl PV Nachführung auf Freiflächen sehr beliebt sind, werden sie auf Flachdächern bisher nur in Einzelfällen montiert. Hier stehen die Photovoltaikanlagen auf einem automatisierten Schwenksystem, welches der Sonne folgt – ähnlich wie eine auch Blume, die sich zur Sonne dreht. Das maximiert den Ertrag der Solaranlagen, da immer die optimale Ausrichtung eingestellt wird.
Die Systeme sind sehr schwer und sperrig, wodurch sie sich weniger auf Dächern eignen. Da Nachführsysteme viel höhere Erträge erzielen können, bewegt sich die Idee von einachsigen oder zweiachsigen Systemen aber schon eine Weile in der Branche.
Hoffentlich können wir uns in Zukunft also auf neue Technologien für Nachführsysteme freuen. Diese sollten dann leichter und kleiner sein und ein ganzes Dach ausstatten können, ohne ein Risiko für die Statik darzustellen.
Einschränkungen bei der Flachdach Montage
Nicht auf jedem Dach können Photovoltaikanlagen montiert werden. Entscheidende Faktoren sind die Statik des Daches, die innere Beschaffenheit des Daches, zu hohe Schnee- und Windlasten, wie auch eine schlechte Platzeffizienz.
Ist Ihr Dach geeignet? Mehr dazu im Artikel Solaranlage Baubarkeit
Eine Photovoltaikanlage darf auch nur auf einem Flachdach montiert werden, wenn die Flachdach Neigung maximal 3 Grad beträgt. Andernfalls wäre die Gefahr zu groß, dass die PV-Anlage selbst vom Dach rutscht oder Verschmutzungen wie Laub und Schnee den Modulen nicht von alleine abfließen können.
Statik des Daches
Bei einer Flachdach-Photovoltaikanlage wirkt mehr Schneelast auf das Dach ein als bei anderen Montagearten. Daher lohnt es sich, die Statik des Daches im Vorhinein begutachten zu lassen. Neben der Schneelast belastet auch das Gewicht der Module selbst das Dach. Je nach Montageart kommt entweder weiteres Gewicht durch Ballastierung hinzu, oder die Modulsysteme werden im Dach verbohrt.
Das Dach muss daher aus einem stabilen Material gefertigt sein. Insbesondere Dächer, die älter als 20 Jahre sind, sollten gründlich geprüft werden. Denn während Photovoltaikanlagen in der Regel 30 bis 40 Jahre auf dem Dach stehen, sollte das Dach selbst im Normalfall alle 50 - 60 Jahre erneuert werden. Eine Dachsanierung kann in manchen Fällen also sinnvoll sein.
PV Unterkonstruktion
Die Dachhaut ist die Abdichtung oder -deckung eines Daches. Sie ist die oberste Schicht. Bei Schräg- und Steildächern besteht die Dachhaut in der Regel aus Dachziegeln. Beim Flachdach spricht man öfter von der Dachabdichtung – diese besteht meist aus Bitumen-, Kunststoff- oder Kautschukbahnen. Aber auch Dachbegrünung ist möglich und wird in manchen Regionen sogar finanziell gefördert.
Die Dachdämmung liegt unter der Dachhaut und wird von dieser vor Umwelteinflüssen geschützt. Die Dachdämmung muss für Photovoltaik in erster Linie druckfest und -belastbar sein. Welche Dämmstoffe welche Anforderungen erfüllen müssen, ist in der DIN 4108-10 genormt.
Ob das eigene Flachdach samt Dämmung und Dachhaut geeignet ist, sollte von Fachpersonal geprüft werden. Bitumen Flachdächer eignen sich beispielsweise sehr gut für Photovoltaik. Diese Abdichtungsform ist besonders witterungsbeständig, langlebig, leicht und günstig. Die Photovoltaik Befestigung auf einem Bitumen Flachdach funktioniert auch mit Beschwerung oder Verschraubung. Photovoltaik auf das Bitumen Dach zu kleben ist nicht möglich.
Bei der Montageart mit Dachdurchdringung ist besondere Vorsicht geboten! Hier wird die Dachhaut durchdrungen und muss zusätzlich wieder verdichtet werden, um witterungsfest zu sein. Diese Montageart sollte daher nur von Fachleuten übernommen werden.
Info:
Der Begriff Dachhaut ist sehr flexibel definiert. Während die Einen nur die Abdeckung ganz oben gemeint ist, definieren die Anderen die gesamte Unterkonstruktion als Dachhaut. Hier muss also genau auf die genannten Bestandteile des Daches geachtet werden.
Schneelast und Windlast
Schneelast und Windlast sind das Gewicht, das auf eine Photovoltaikanlage einwirkt. Sowohl starker Wind, als auch eine dicke Schneeschicht üben Druck auf PV-Module aus. Sind die Module nicht standsicher befestigt, können sie beschädigt werden.
Solarpanels auf Flachdächern liegen in einem kleineren Winkel als bei anderen Montagearten. Daher ist die Windlast auch deutlich geringer. Trotzdem müssen die Montagesysteme ausreichend beschwert oder verschraubt werden.
Die Schneelast ist hingegen bei Solarmodulen mit flachem Winkel höher. Hier bleibt der Schnee nämlich eher liegen. Deshalb kommt mit Flachdachanlagen auch ein höherer Wartungsaufwand hinzu: Schmutz und Laub können nicht vom Modul abrutschen und müssen von Hand entfernt werden.
Photovoltaik Flachdach Flächenbedarf
Ist das Dach sehr klein oder der Reihenabstand recht groß, passen weniger Module auf das Dach. Das bedeutet deutlich weniger Ertrag. Im Vorhinein sollten also folgende Dinge überprüft werden:
- Wie groß ist die freie, nicht verschattete Stellfläche des Daches?
- Wird eine einseitige oder doppelseitige Ausrichtung der Module bevorzugt?
- Bei einseitiger Ausrichtung: Wie groß ist der Reihenabstand?
- Wie viele Reihen von Modulen plus Reihenabstände sind möglich?
- Bei schlechter Platzeffizienz: Lohnt sich eine doppelseitige Ausrichtung mehr?
Dies erfordert einen hohen Planungsaufwand. Viele Anbieter bieten Ihnen diese Rechnungen daher kostenlos an. Auch Enpal macht für Sie gerne den Solarcheck
Kosten von Flachdach-Photovoltaik
In der Regel sind die Kosten für Flachdachanlagen ähnlich hoch wie “normalen” Solaranlage Kosten. Je nach Montageart kann es aber sein, dass Sie mehr Geld für das Gerüst und die Ballastierung ausgeben müssen. Zusätzliche Kosten, die bei einer Flachdachanlage anfallen können, sind folgende:
- Materialkosten für Gestellsysteme und Ballastierungen
- Aufwandskosten, falls Montage mit Dachdurchdringung gewählt wird
PV-Förderprogramme im Überblick
Sie brauchen einen Überblick über alle PV-Förderprogramme? Wir haben die wichtigsten Infos zusammengefasst. Hier kommen Sie zur Übersicht:
Photovoltaik-Flachdach Ertrag
Ein großer Vorteil von Flachdach-Photovoltaikanlagen ist, dass sie sehr flexibel und individuell installiert werden können. Die Neigungswinkel und Modulausrichtung kann für den optimalen Ertrag angepasst werden.
In der Regel werden die Solamodule etwas flacher montiert. Dadurch sind die Reihenabstände schmaler und es passen mehr Module auf das Dach. Ein flacherer Winkel bedeutet gleichzeitig aber auch kleine Ertragseinbußen. Im Vergleich zu beispielsweise Aufdachanlagen sind die Erträge also etwas kleiner. Denn dort sind die Module etwas steiler am Dach montiert. Der Unterschied sollte aber kaum bemerkbar sein, geschweige denn ein Grund, Flachdach-Photovoltaik nicht zu installieren.
In der folgenden Grafik können Sie den prozentualen Effizienzwert des Daches ablesen. Die Spalten stellen dabei den Neigungswinkel der Module dar. Die Ausrichtung der Module finden Sie in den Zeilen. 0° steht hier für eine direkte Südausrichtung, 90° für eine Ost-/Westausrichtung und 180° für eine Nordausrichtung.
Sie haben auch die Möglichkeit, Ihren persönlichen Ertrag mit Hilfe des Enpal Photovoltaik Rechners zu ermitteln: Photovoltaik Rechner
Photovoltaik Flachdach Vor- und Nachteile
Aus dem Montageprozess, den Befestigungsmöglichkeiten und den Einschränkungen ergeben sich zusammenfassend Vor- und Nachteile für Photovoltaik auf einem Flachdach.
| Vorteile | Nachteile |
|---|---|
| Individuelle Ausrichtung von Modulen |
Zusätzliche Montagegerüste und Gewichte notwendig |
| Installation mit oder ohne Dachdurchdringung möglich |
Höherer Flächenbedarf durch Reihenabstände |
| Weniger Montageaufwand, da keine Unterkonstruktion am Dach verschraubt werden muss |
Erhöhter Wartungs- und Reinigungsaufwand, durch einen flachen Neigungswinkel |
| Gute Modulkühlung |
Kann nur auf Flachdächern mit maximal 3 Grad Neigung installiert werden |
| Geringere Windlasten bei einem flachen Montagewinkel |
Je steiler der Montagewinkel, desto höher die Windlast |
Im Großen und Ganzen balancieren sich die Vor- und Nachteile von Flachdach-Photovoltaik aus. Trotz kleinerer Einschränkungen wie einem höheren Flächenbedarf ist diese Dachart aber genauso geeignet für Photovoltaik wie andere Dacharten. Insbesondere weil Photovoltaik auf einem Flachdach sehr flexibel und ähnlich ertragreich ist wie eine Aufdachanlage, lohnt sich die Montage fast immer.
Häufig gestellte Fragen
Kann man auch auf einem Flachdach eine Photovoltaikanlage installieren?
Ja, ein Flachdach eignet sich hervorragend, um eine Photovoltaikanlage zu installieren! Die Montage auf Flachdächern ist sehr flexibel und lässt sich daher gut individuell anpassen. Sie haben die Möglichkeit zwischen einer Montage mit und ohne Dachdurchdringung zu wählen, wie auch einer einseitigen oder doppelseitigen Montage. Die Erträge sind letztendlich ähnlich hoch wie bei anderen Photovoltaiksystemen, wie Aufdachanlagen.
Sie möchten herausfinden, ob sich eine PV-Anlage auch für Ihr Haus lohnt und hätten geren eine konkrete Kosteneinschätzung?
Lohnt sich eine Flachdachanlage mit Nord-Ost-Ausrichtung?
Auch wenn eine Südausrichtung meist die optimale Ausrichtung ist, bringen Flachdachanlagen mit einer Ost-West-Ausrichtung ähnlich hohe Erträge. Hier können die Solarmodule dicht beieinander abwechselnd nach Osten und Westen montiert werden. Somit müssen zudem keine Reihenabstände, wie bei der Südausrichtung eingehalten werden.
Der Vorteil von einer doppelseitigen Ausrichtung ist, dass Ihre Anlage genau dann Strom erzeugt, wenn Sie gerade zu Hause sind, also morgens und abends.
Sollte man eine PV-Anlage auf einem Flachdach lieber mit Schrauben oder mit Gewichten befestigen?
Welche Montageart für Sie die Richtige ist, hängt in erster Linie vom Dach ab. Sowohl die Befestigung mit Dachdurchdringung, als auch die ohne Dachdurchdringung sind gute Lösungen.
In der Regel wird Ballastierung etwas häufiger gewählt, da sie mit weniger Montageaufwand, einer flexibleren Aufstellung und keiner Beschädigung des Daches verbunden ist. Die Verschraubung der Montagegestelle sichert hingegen die Module langfristig und effektiv. Es ist ratsam, sich bei dieser Entscheidung von einem Fachbetrieb beraten zu lassen.
Wie lange dauert die Photovoltaik Flachdach Montage?
Welche Montageart für Sie die Richtige ist, hängt in erster Linie vom Dach ab. Sowohl die Befestigung mit Dachdurchdringung, als auch die ohne Dachdurchdringung sind gute Lösungen.
In der Regel wird Ballastierung etwas häufiger gewählt, da sie mit weniger Montageaufwand, einer flexibleren Aufstellung und keiner Beschädigung des Daches verbunden ist. Die Verschraubung der Montagegestelle sichert hingegen die Module langfristig und effektiv. Es ist ratsam, sich bei dieser Entscheidung von einem Fachbetrieb beraten zu lassen.
Wie lange dauert die Photovoltaik Flachdach Montage?
Der gesamte Prozess von Planung bis Inbetriebnahme einer Flachdachanlage dauert in der Regel ähnlich lange wie bei einer Aufdachanlage zwischen drei und sechs Monaten. Die Montage der Anlage selbst nimmt hingegen nur einen Bruchteil der Zeit ein. Bei der Installation durch einen Fachbetrieb dauert die Montage der Module, egal ob mit oder ohne Dachdurchdringung, oft nur wenige Tage.
Welche andere Arten von Photovoltaik Montage gibt es?
Neben der Montage von Photovoltaik auf Flachdächern, gibt es folgende andere Montagearten:
- Aufdach-PV
- Flachdach Aufständerung
- Photovoltaik auf einem Blechdach
- Indach Photovoltaik
- Photovoltaik-Fassaden
- Freiflächen Photovoltaik
- Solardachziegel
- Solarzaun
- Solarterrassendach
Mehr dazu gibt es im Artikel Photovoltaik Montage
Fazit
In der Regel lohnt sich Photovoltaik auf Flachdächern genauso wie auf anderen Dachformen. Zum einen sparen Sie Geld und machen sich unabhängig von den steigenden Strompreisen, zum anderen tun Sie der Umwelt etwas Gutes! Eine Flachdachanlage ist unter den richtigen Bedingungen also eine Rundum Bereicherung für Sie und Ihr Haus.
Sind Sie Eigenheimbesitzer mit Flachdach, steht Ihnen und einer eigenen Photovoltaikanlage kaum etwas im Weg. Im ersten Schritt sollten Sie daher überprüfen, ob Ihr Dach geeignet ist und wie viel Stromertrag Sie erreichen können. Diese Leistung wird oftmals von Anbietern für Sie kostenfrei übernommen.
Bei Enpal können Sie eine Solaranlage mieten mit allen Komponenten und 20 Jahren Garantie. Auf Wunsch sind auch ein Solarstromspeicher und eine Wallbox dabei, um Ihre Unabhängigkeit und Ihre Kostenersparnisse zu maximieren.
Hier finden Sie heraus, ob sich eine PV-Anlage auch für Ihr Haus lohnt:
