Photovoltaik-Beratung
Übersicht Photovoltaik
Dieser Artikel erklärt, was Photovoltaik ist, wie eine Photovoltaikanlage aufgebaut ist und funktioniert und welche Vor- und Nachteile sie hat. Außerdem gibt er einen Überblick über die Kosten und die Förderung von Photovoltaik in Deutschland.
Planung und Montage
Dieser Artikel beschreibt, wie eine Photovoltaik-Anlage geplant und montiert wird. Dabei werden die wichtigsten Faktoren wie die Dachfläche, die Dachausrichtung, die statische Bemessung und die Montageart erläutert, und deren Vor- und Nachteile.
Wartung und Pflege
Dieser Artikel beschreibt, was bezüglich Wartung und Pflege einer Photovoltaik-Anlage zu beachten ist. Dabei wird auf Wartungsintervalle, Versicherung und die Leistung der Anlage eingegangen. Hinzu wird erläutert, welche rechtliche Norm die Prüfung einhalten sollte.
Kosten
Die Firma Feucht ermöglicht es Ihnen, unverbindlich und kostenlos eine Kostenübersicht für die Errichtung einer Photovoltaik-Anlage zu erhalten. Hierbei steht Ihnen ein Online-Fragebogen via QR-Code, oder auch als Link, zur Verfügung.
Eine Übersicht über die Photovoltaik
Sonnige Aussichten für das Dachhandwerk
Bis zum Jahr 2045 soll der Gebäudebestand in Deutschland klimaneutral sein. Neben der energetischen Sanierung kommt dabei auch der Ausbau erneuerbarer Energien – und damit auch der Photovoltaik (PV) – eine zentrale Bedeutung zu. Durch die stetig steigenden Strompreise verzeichnet die Dachflächen-Nutzung zur Installation photovoltaischer Anlagen einen zusätzlichen Schub und einen regelrechten Nachfrageboom. Über 4,7 Millionen Solaranlagen waren 2022 in Deutschland bereits in Betrieb – was einen Anteil von rund 12% an der Nettostromerzeugung bedeutete. Die Tendenz ist weiter (stark) steigend. Mit der Novelle des „Erneuerbare Energie Gesetz” (EEG) gibt die Bundesregierung Bauherrn bzw. Hauseigentümern über eine neue Einspeisevergütung sowie Steuererleichterungen weitere attraktive Anreize zur Investition in eine Photovoltaik-Anlage. Bis 2030 sollen in Deutschland jährlich 22 Gigawatt Solarleistung zugebaut werden. Das heißt: Für das Dachhandwerk eröffnen diese „Kraftwerke” auf Steil- und Flachdächern in den nächsten Jahren ein riesiges Umsatzpotenzial. Auf den folgenden Seiten findet sich ein kompakter Überblick und erster Einblick zu wesentlichen Themen rund um die Planung sowie Installation und Wartung von photovoltaischen Dachanlagen.
Dachform - Steildach oder Flachdach
Steildach
In Europa sind Steildächer die am weitesten verbreitete Dachform. Aus guten Gründen: Sie erleichtern das Abfließen von Regen – zudem können sich Schneelasten im Winter nicht auf dem Dach sammeln. Die bei Steildächern – hierzu gehören beispielsweise Satteldach und Pultdach – charakteristische Dachneigung > 20° eignet sich grundsätzlich optimal für die Installation einer PV-Anlage. Denn: Die Solarzellen sind am effektivsten, wenn die Sonne senkrecht auf diese trifft.
Flachdach
Flachdächer weisen eine Dachneigung von weniger als 10° auf und kommen oftmals bei Verwaltungs- /Bürogebäuden, Mehrfamilienhäusern oder auch bei Gewerbebauten vor. Wenn es um die Nutzung von Photovoltaik auf Flachdächern geht, ist in der Regel eine spezielle Unterkonstruktion erforderlich. Diese sogenannte Aufständerung ermöglicht die individuelle Ausrichtung der Solarmodule im erforderlichen Neigungswinkel – für einen möglichst hohen Energieertrag.
Aufdach- vs. Indach-Anlage
Aufdach-Systeme
Bei den in der Praxis am häufigsten anzutreffenden Aufdach-Anlagen werden die Solarmodule auf einer Schienen-Unterkonstruktion aus Aluminium befestigt. Dieses stabile Trägersystem wird dann wiederum mit Dachhaken unter den Dachpfannen oder speziellen Solarelementhaltern fixiert. Charakteristisch dabei ist der Hinterlüftungsspalt zwischen der Rückseite des Solarmoduls und dem Dach. Dieser erzeugt quasi einen „Windkanal”, der temperatursenkend auf die Module wirkt – und so den Wirkungsgrad der Solarzellen erhöht. Durch die vergleichsweise einfache Installation auf der Dachkonstruktion eignen sich Aufdach-Systeme ideal zur Nachrüstung auf Bestandsgebäuden.
Indach-Systeme
Indach-Systeme ermöglichen als gebäudeintegrierte PV-Anlagen eine ästhetische Einbindung in die Dachkonstruktion. Als Teil der Dacheindeckung liegen die Solarmodule mit dieser auf einer Ebene und übernehmen die Funktion des Witterungs-schutzes. Je nach Größe der Anlage wird die klassische Dacheindeckung somit zum Teil oder auch ganz ersetzt. Die Befestigung einer Indach-Anlage erfolgt meist über ein direkt auf der Dachkonstruktion angebrachtes Schienensystem. In dieses werden die Module eingehängt. Indach-Anlagen bieten sich bei Neubauten oder kompletten Dach-Neueindeckungen im Rahmen einer Sanierungsmaßnahme an.
Modularten - Ein Überblick
Monokristalline Silizium-Module
Solarmodule aus monokristallinen Solarzellen verfügen über eine dunkelblaue bis schwärzliche Färbung und wirken optisch sehr glatt und eben. Aufgrund der recht aufwändigen Produktion sind die Module im Vergleich teurer – sie erzielen aber einen vergleichsweise hohen Wirkungsgrad von ca. 16 bis 24 %. In der Praxis erweisen sich monokristalline Solarmodule insbesondere bei beengten Platzverhältnissen auf dem Dach oder besonderen statischen Herausforderungen als gute Wahl.
Polykristalline Silizium-Module
Charakteristisch für polykristalline Solarmodule ist die bläuliche Kristallstruktur. Diese erzeugt bei einfallendem Sonnenlicht eine deutlich sichtbare Reflexion auf der Anlage. Der Wirkungsgrad liegt aktuell zwischen 14 und 20%. Im Gegensatz zu monokristallinen Solarzellen verringert sich dieser jedoch im Laufe der Nutzungszeit – meist aufgrund von Verschmutzungen. Dank des sehr guten Preis-/ Leistungs-Verhältnisses verfügt diese Technologie derzeit über die größte Verbreitung im deutschen Markt.
Amorphe Silizium-Module
Wegen ihrer dünnen Siliziumschicht werden die amorphen Silizium-Module auch als Dünnschichtzellen bezeichnet. Durch den geringen Materialaufwand lassen sich Dünnschichtmodule besonders preisgünstig herstellen und werden daher immer häufiger eingesetzt. Sie besitzen im Vergleich zu kristallinen Varianten einen niedrigeren Wirkungsgrad von ca. 6 bis 10%, arbeiten jedoch bei schlechteren Lichtverhältnissen – zum Beispiel Bewölkung – effizienter.
Glas-Glas-Module und Glas-Folien-Module
Während bei Folien-Glas-Modulen die Vorderseite aus Glas und die Rückseite aus einer Folie besteht, sind bei Glas-Glas-Modulen beide Seiten mit einer Glasschicht versehen und rahmen die Solarzellen komplett ein. Daher sind diese besser vor Witterungseinflüssen geschützt und erreichen somit eine längere Lebensdauer. Zudem erzielen Glas-Glas-Module in der Regel einen höheren Energieertrag. Glas-Folien-Module wiederum sind preisgünstiger und leichter – ein Vorteil bei Transport und Montage.
| Zelltyp | Wirkungsgrad |
|---|---|
|
Monokristalline Silizium-Module |
16-24% |
|
Polykristalline Silizium-Module |
14-20% |
|
Amorphe Silizium-Module |
10-14% |
Sie haben Interesse an einer PV-Anlage?
Jetzt den OR-Code scannen oder über den Link direkt unseren kostenlosen Online-Fragebogen ausfüllen – Sie erhalten Innerhalb weniger Tage Ihr persönliches und unverbindliches Angebot.
Planung und Montage
Planung einer PV-Anlage - Was ist zu beachten?
Größe der vorhandenen Dachfläche
Ob die Dachfläche für eine Solaranlage groß genug ist, lässt sich anhand einer einfachen Berechnung feststellen. Aktuelle Solarmodule in der Standardgröße 1,6 m² (1,00 m x 1,60 m) verfügen meist über 60 Zellen und leisten zwischen 390-425 Watt. Für diese Module muss eine Dachfläche von etwa 6 m²pro Kilowattpeak zur Verfügung stehen. Eine 10-kWp-Anlage – das entspricht nach anerkannter Faustregel rund 10.000 kWh produziertem Strom pro Jahr – wird also ca. 60 m² Dachfläche benötigt. Damit könnte der jährliche Strombedarf eines 4- bis 5-köpfigen Haushalts gedeckt werden – inklusive Einspeisung möglicher Überschüsse ins Stromnetz.
Statistische Bemessung
Muss der Dachstuhl vorab verstärkt werden? Da eine Photovoltaik-Anlage je nach Größe einiges an zusätzlichem Gewicht auf die Dachkonstruktion aufbringt, muss im Zuge der Planung eine statistische Bemessung des Gebäudes erfolgen. Entscheidend dabei ist die Tragfähigkeit der Dach-Unterkonstruktion. Sie muss neben dem Gewicht der Module auf die zusätzlichen Lasten durch Wind und Schnee aufnehmen können.
Good-to-know
Bei der Planung und Installation von Photovoltaik-Anlagen sind einige grundlegende Anforderungen zu erfüllen und Regelwerk zu berücksichtigen:
- Landesbauordnung
- Regelwerk des ZVDH für Pv-Anlagen
- VDI Richtlinie 6012 (PV-Anlagen)
- DGUV Information 203-080 (Unfallverhütung)
Ausrichtung der Dachfläche
Sofern genügend Sonnenlicht auf die Module treffen kann, ist die Installation einer Solaranlage auf nahezu jedem Dach möglich. Am weitesten verbreitet ist die Südausrichtung bei einem geografisch optimalen Azimutwinkel von 0°. Hier arbeiten Photovoltaik-Anlagen am effektivsten. Doch auch auf Dachflächen mit östlicher oder westlicher Ausrichtung lässt sich die Sonnenenergie nutzen – allerdings bei etwa 10% bis 20% weniger Ertrag.Sollte beispielsweise aus optischen Gründen eine Ausrichtung nach Norden gewünscht sein, so ist der Ertrag in der Regel um mindestens 30% geringer.
Montage - Wie kommen die Solarmodule auf das Dach?
Befestigung der Module
Ganz gleich, ob es sich um ein In-, Aufdach- oder Flachdachsystem handelt, ist beim Einsatz des jeweiligen Montagesystems neben den Dacharten auch die Größe der Module, der Sparrenabstand sowie der Standort auf dem Dach und damit die mögliche Belastung durch Schnee oder Wind zu berücksichtigen.
Aufdach-Systeme
Meist werden die Solarmodule mit einer Tragschiene auf dem Dach befestigt. Um die sensible Dachhaut nicht zu verletzen, werden für diese Unterkonstruktion u-förmige Dachhaken verwendet. Die Dachhaken werden an den Holzsparren unter den Ziegeln angebracht und zwischen den Dachpfannen nach außen geführt. So können die Module über den Ziegeln eingehängt und auf Aluschienen verschraubt werden
Indach-Systeme
Diese fungieren anders als die Aufdach-Varianten als Wetterschutz und müssen daher wasserundurchlässig sein. Die Verlegung der Solarmodule kann zum einen im sogenannten Versatz erfolgen. Dabei wird das obere Modul jeweils überlappend über das darunterliegende Modul gesetzt – ähnlich wie bei Dachpfannen. Zum anderen lassen sich die Module nebeneinander auf einer Ebene verlegen. Dabei kommt es vor allem auf eine fachgerechte Abdichtung der entstehenden Fugen an. Je nach Produktvariante bieten die Hersteller unterschiedliche Montagevarianten an.
Flachdach-Systeme
Hier werden die Solarmodule auf Trägergestelle aus Aluminium („Aufständerung”) montiert und auf dem Dach platziert. Meist werden spezielle Steinplatten zur Beschwerung genutzt oder alternativ wird das Gestell – wasserdicht – auf dem Dach verschraubt. PV-Module sind meist ca. 1,00 m x 1,60 m groß. Da sie schnell „Wind fangen” können, sollten sie möglichst nicht einzeln getragen, sondern per Lastenaufzug aufs Dach gefördert werden. Alternativ ist auch ein Transport per Kran möglich.
Windsogsicherung
Die Windsogsicherung ist ein wichtiges Kriterium bei der Montage von Solaranlagen. Bei Aufdach-Systemen sind auch die Dachpfannen unter den Solar-Modulen zu sichern. Bei Indach-Lösungen gilt dies für die neu einzusetzenden Dachpfannen mit integriertem Solarmodul. Darüber hinaus gilt die Empfehlung zur Sicherung aller Dachbereiche (mindestens 1,5 m Umfeld) rund um die Anlage mit speziellen Sturmkammern. So lässt sich im Falle eines Sturmes vermeiden, dass herausgelöste Dachpfannen die PV-Anlage beschädigen.
Verkabelung - Was ist zu beachten?
Optimale Verkabelung der PV-Module
Die Photovoltaik-Module können auf dem Dach entweder parallel oder in Reihe geschaltet werden. In der Regel erfolgt jedoch die Verkabelung direkt hintereinander in Reihe. Dabei sollte die Verbindung lediglich von einer Person durchgeführt werden. Denn: Werden die Module an zwei Stellen gleichzeitig verbunden, kann dies einen geschlossenen Stromkreislauf und somit Lebensgefahr bedeuten – zum Beispiel bei Kontakt mit der Metall-Unterkonstruktion.
Die Gesamtenergie aller geschalteten Module wird dann mit einem langen Solarkabel an den Wechselrichter herangeführt. Zwischen Anlage und Wechselrichter (Gleichstrom) empfiehlt sich ein Solarkabel mit Querschnitt von 6 mm² oder 4 mm². Das kürzere Kabel hinter dem Wechselrichter (Wechselstrom) kann etwas dicker dimensioniert sein.
Good-to-know
PV-Kabel – Das ist wichtig:
- Schutz durch Kabelkanäle vor Tierbissen
- Schutz vor Wasseransammlungen auf dem Dach oder in Regenrinnen
- Kein Einklemmen oder Knicken
- Keine Anbringung oberhalb des Daches (direkte Bewitterung)
“Schaltstelle” Wechselrichter
Im Wechselrichter wird der Gleichstrom in Wechselstrom umgewandelt. Erst so lässt er sich nutzen bzw. im Stromspeicher speichern. Der Wechselrichter kann in allen trockenen Raumen montiert werden – zum Beispiel im Keller oder auf dem Dachboden. Da mit geringen Betriebsgeräuschen zu rechnen ist, ist eine Montage in Wohnräumen weniger zu empfehlen.
Inbetriebnahme einer Photovoltaik-Anlage
Das Anschließen einer Solaranlage an den Stromkreislauf darf nur durch eine qualifizierte und beim jeweiligen Netzbetreiber zugelassene Installations-oder Elektrofachkraft erfolgen. Für die Einstellung des Zählers ist ggf. zusätzlich ein(e) Mitarbeiter (in) des Netzbetreibers hinzuziehen.
Sie haben Interesse an einer PV-Anlage?
Jetzt den OR-Code scannen oder über den Link direkt unseren kostenlosen Online-Fragebogen ausfüllen – Sie erhalten Innerhalb weniger Tage Ihr persönliches und unverbindliches Angebot.
Wartung und Pflege
Berücksichtigung von Wartungswegen
Schon bei der Planung sollten Ortgang-, Trauf- und Firstbereiche rund um die Anlage freigehalten werden. Nur so sind Wartungs- und Reparaturarbeiten ohne Probleme möglich. Auch in puncto Arbeitssicherheit macht es Sinn, Wartungswege gezielt zwischen den Modulen, anstatt in Ortgang-Bereichen anzuordnen.
Wartungsintervalle
Die Anlagenwartung sollte im besten Fall jeweils am Ende der Wintermonate erfolgen und ist durch einen qualifizierten Fachbetrieb durchzuführen. Eine gesetzliche Verpflichtung zur Wartung besteht (derzeit) nicht.
Good-to-know
Was kann die Leistung der PV-Anlage verringern?
- Schmutzablagerungen auf den Modulen
- Verschattung durch Bäume oder Nachbarhäuser
- Zu wenig Sonneneinstrahlung – zum Beispiel durch erhöhte Luftverschmutzung
- Hohe Temperaturen können die Leistung teils merkbar verringern
- Schnee oder Eis auf den Modulen können das Sonnenlicht komplett blockieren
Online-Fragebogen
Sie haben Interesse an einer PV-Anlage?
Jetzt den OR-Code scannen oder über den Link direkt unseren kostenlosen Online-Fragebogen ausfüllen – Sie erhalten Innerhalb weniger Tage Ihr persönliches und unverbindliches Angebot.