Photovoltaik auf dem Flachdach installieren: Vor- und Nachteile
Wer an Photovoltaikanlagen denkt, hat meist das typische Bild von einer Anlage auf einem Schrägdach im Kopf. Solarpanele lassen sich jedoch auch auf einem Flachdach anbringen – und können unter Umständen sogar einen größeren Ertrag an Solarstrom pro Modul liefern. Damit Photovoltaik auf einem Flachdach wirtschaftlich arbeiten kann, sind wie bei einer Schrägdach-Anlage die Ausrichtung und der Neigungswinkel entscheidend. Beides lässt sich bei Flachdach-Anlagen gut beeinflussen. Hier erhalten Sie einen Überblick über die Vor- und Nachteile.
So sollte eine PV-Anlage auf einem Flachdach positioniert werden
Für die Wirtschaftlichkeit von Photovoltaikanlagen spielen sowohl der Neigungswinkel als auch die Ausrichtung der Anlage eine zentrale Rolle. Flachdach-PV-Anlagen haben den Vorteil, dass sich beide Komponenten leicht beeinflussen lassen.
Der Neigungswinkel bei Flachdach-Photovoltaik
Am größten ist der Ertrag, wenn das Sonnenlicht im rechten Winkel auf die Solarmodule trifft. Jedoch verändert sich der Sonnenstand im Laufe des Jahres: In den Sommermonaten steht die Sonne in Deutschland etwa 60 Grad über dem Horizont, in Wintermonaten sind es hingegen nur etwa 15 Grad. Bei Anlagen auf Schrägdächern wird der Neigungswinkel in aller Regel durch das Dach vorgegeben und kann nicht weiter beeinflusst werden.
Anders sieht es bei PV-Anlagen auf Flachdächern aus. PV-Flachdachsysteme sind in der Regel mit Aufständerungen ausgestattet, die eine Neigung der Solarmodule ermöglichen. Als ideal wird ein Winkel zwischen 30 und 35 Grad angegeben. Dieser orientiert sich daran, dass die Sonne möglichst viele Wochen im Jahr möglichst senkrecht auf die Module trifft. Ein 30-35°-Winkel berücksichtigt aber auch, dass die Sonneneinstrahlung während der Sommermonate kräftiger ist und daher größerer Fokus auf den korrekten Winkel während dieser Zeit gelegt werden sollte. Es ist sinnvoll, bei der Planung die Sonneneinstrahlungskarte zurate zu ziehen.
Die ideale Ausrichtung von Photovoltaik auf Flachdächern
Photovoltaikanlagen auf Schrägdächern werden idealerweise auf Dächern in Südausrichtung angebracht, damit während der sonnigen Mittagsstunden der maximale Ertrag erzielt werden kann. Die Solarmodule auf einem Flachdach können hingegen völlig frei platziert werden. Günstiger als die typische Südausrichtung kann eine Ost-West-Ausrichtung sein. Die Photovoltaikanlage auf dem Flachdach weist dann eine Zickzack-Form auf, weil sich die Module in Ost-Ausrichtung immer mit denen in West-Ausrichtung abwechseln. So werden auch die Morgen- und Abendstunden gut ausgenutzt. Auch während der Mittagszeit wird ein Ertrag erzielt, wenn die Sonne besonders hoch am Himmel steht und auf beide Teilanlagen gleichermaßen einstrahlt.
Besonderheiten bei Flachdach-Photovoltaik
Wer ein Flachdach mit einer PV-Anlage ausstatten möchte, muss dafür unter Umständen mehr Platz einplanen als für eine Anlage auf einem Schrägdach. Zwar kann Photovoltaik auf einem Flachdach unter günstigen Bedingungen einen höheren Ertrag liefern. Aufgrund der Aufständerung erhöht sich jedoch der Flächenbedarf für Photovoltaik auf einem Flachdach: Die Solarmodule müssen in gewissen Abständen zueinander platziert werden, damit sie sich gegenseitig nicht verschatten und so den Ertrag mindern.
Natürlich kann auf die Aufständerung Module verzichtet, und diese flach auf dem Dach installiert werden. Bei einer Neigung von null Grad liefert eine PV-Anlage auf einem Flachdach jedoch einen vergleichsweise geringen Ertrag, sodass mehr Module benötigt werden, um die Leistung einer Schrägdachanlage zu erreichen. Mit besonders leistungsstarken Solarmodulen lässt sich dieser Nachteil zumindest teilweise ausgleichen.
Aufständerung und Befestigung von Photovoltaik auf einem Flachdach
Grundsätzlich ist die Befestigung von Photovoltaik auf einem Flachdach unproblematisch. Die Montage ist häufig sogar einfacher und kann ohne Baugerüst stattfinden, und auch für Wartung und Reinigung ist die Anlage leichter zu erreichen. Zu beachten sind allerdings die zulässige Dachlast und weitere bauliche Anforderungen.
Wie bereits erwähnt nimmt das PV-Montagesystem auf einem Flachdach jedoch mehr Platz in Anspruch. Das macht die Montage wieder teurer, da für die Photovoltaik-Aufständerung und für die größere Anzahl an Modulen höhere Kosten anfallen.
Die Befestigung einer PV-Anlage auf einem Flachdach kann grundsätzlich auf zwei Arten geschehen: Die PV-Unterkonstruktion kann durch das Flachdach hindurch mit dem Dachstuhl verschraubt werden, oder das Gestell kann mit dem Dach verklebt und zusätzlich beschwert werden. Beide Verfahren haben Vor- und Nachteile:
- Bei der Befestigung der Solarmodule durch das Flachdach hindurch wird die Dachhaut durchdrungen. Da diese für Wärmedämmung, dem Schutz vor Feuchtigkeit und auch für die Statik sehr wichtig ist, müssen diese Arbeiten unbedingt fachgerecht ausgeführt werden.
- Wird die Photovoltaik-Aufständerung auf dem Flachdach ohne Dachdurchdringung befestigt, werden Wannen, gefüllt mit Fliesen, Steinen o. Ä., genutzt, um die Module an Ort und Stelle zu halten. Da diese sehr schwer sind, muss in diesem Fall die höhere Dachlast im Blick behalten werden.
Für die Wahl der richtigen Aufständerung und Befestigung spielt neben der Dachlast und der verfügbaren Fläche auch der Standort des Hauses eine Rolle. Insbesondere die Windverhältnisse müssen berücksichtigt werden, damit die Solarmodule auch bei starkem Wind sicher halten. Zu bedenken ist auch die Schneelast im Winter, da der Schnee länger auf den nur leicht schräg stehenden Modulen liegen bleibt. Dasselbe gilt für Laub im Herbst, das zu Verschattungen führen kann. Das kann auch mit sich bringen, dass eine häufigere Reinigung der PV-Anlage notwendig wird.
Die Vor- und Nachteile von Photovoltaik auf dem Flachdach auf einen Blick
| Vorteile | Nachteile |
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FAQs zum Thema Photovoltaik auf einem Flachdach
Photovoltaik lässt sich auch auf einem Flachdach gewinnbringend installieren. Da Flachdächer hinsichtlich Ausrichtung und Neigungswinkel mehr Flexibilität bieten, kann der Ertrag gegenüber einer Anlage auf einem Schrägdach mit vorgegebenen Parametern sogar höher ausfallen.
Wie bei jedem Dach muss auch beim Flachdach die Statik geprüft werden. In der Regel werden die Solarmodule mithilfe von Gewichten an Ort und Stelle gehalten, was eine hohe Tragfähigkeit des Dachs voraussetzt. Eine Befestigung direkt im Dach wird meist vermieden, da z.B. Bohrungen dessen Dichtheit gefährden. Auch der Platzbedarf einer Flachdach-Anlage kann pro Kilowatt-Peak höher sein: Da es bei unzureichendem Abstand zwischen den Modulen zu Verschattungen kommen kann, werden die Abstände zwischen den Modulreihen größer gewählt.
Solarzellen produzieren am meisten Strom, wenn das Sonnenlicht im rechten Winkel auf sie trifft. Der Sonnenstand verändert sich jedoch nicht nur im Laufe des Tages, sondern auch mit den Jahreszeiten. Deshalb gilt für eine südlich ausgerichtete PV-Anlage ein Neigungswinkel von 30–35 Grad als ideal.
Auf einem Flachdach ist Photovoltaik in Ost-West-Ausrichtung oft die bessere Wahl, da hier der Solarstrom vor allem während der Morgen- und Abendstunden gewonnen wird. Der Neigungswinkel der Module sollte hier etwa 10–15 Grad betragen. Das ist steil genug, um den selbstreinigenden Effekt der Module zu nutzen, und flach genug, um Verschattungen zu vermeiden.
Um den optimalen Neigungswinkel der Solarmodule zu erreichen, wird mit Aufständerungen gearbeitet. Diese werden entweder durch die Dachhaut mit dem Dachstuhl verschraubt oder alternativ verklebt und/oder mit Gewichten beschwert. Solche Gewichte können mit Steinen oder anderen schweren Materialien gefüllte Wannen sein.
Tendenziell ist die Befestigung von Photovoltaik auf einem Flachdach unkompliziert und kann in der Regel ohne Baugerüst durchgeführt werden. Sie sollte jedoch immer von Fachleuten vorgenommen werden, damit die Photovoltaikanlage selbst starken Stürmen standhält.
Der Platzbedarf von Photovoltaik auf einem Flachdach hängt von den Gegebenheiten vor Ort und vor allem der gewünschten Ausrichtung der Anlage ab. Meist ist er bei Flachdach-Anlagen höher als bei PV-Anlagen auf Schrägdächern. Rechnen Sie grob mit etwa 14 m² pro Kilowatt-Peak Leistung. Eine PV-Anlage mit 10 Kilowatt-Peak setzt also etwa 140 m² Flachdachfläche voraus.
Wichtig ist bei der Planung vor allem, dass die Module sich nicht gegenseitig verschatten. Deshalb sind insbesondere bei südlich ausgerichteten PV-Anlagen auf Flachdächern größere Abstände zwischen den aufgeständerten Modulen nötig.