Ratgeber-Serie: Photovoltaik-Anlage – Teil 5: Ab aufs Dach & bauliche Vorgaben

In den Teilen eins, zwei, drei und vier haben wir die Grundlagen erarbeitet.

Wir wissen nun alle relevanten Informationen über die Stromkosten bis hin zur Dimensionierung. Jetzt stellt sich die Frage, wie viel Leistung passen eigentlich aufs Dach?

Die Frage ist nicht trivial, da jedes Dach durchaus individuell ist. In Teil vier der Reihe haben wir uns mit der Theorie beschäftigt, nun werden wir etwas praxisnäher.

Im Folgenden gehen wir auf die Details ein, wie viel Photovoltaik-Leistung Sie auf Ihr Dach bekommen können und welche baulichen Vorgaben es gibt.

Wie viel Leistung können Sie auf Ihrem Dach installieren?

Jedes Dach ist verschieden. Wie viel Leistung Sie in Form von Modulen installieren können, ist sehr unterschiedlich. Vieles hängt vom Dachtypus ab als auch von der Unterkonstruktion ihres Daches.

Auf Satteldächern erfolgt die Verlegung der Photovoltaik-Module in der Regel parallel zum Dach, das heißt, die Photovoltaik-Module werden auf eine Befestigungskonstruktion angebracht und quasi über den Dachpfannen gelegt.

Bei Flachdächern hingegen erfolgt in der Regel eine Aufständerung in Südrichtung. Sollte eine Südrichtung nicht möglich sein, dann wird die Aufständerung in Westrichtung oder Ostrichtung vorgenommen.

Bei der Messung der Fläche der Dächer ist das Flachdach das einfachste. Seite a multipliziert mit Seite b ergibt die Fläche.

Bei Statteldächern ist das ganze schon etwas schwieriger. Die Seite, die parallel zum Boden ist, können Sie leicht ausmessen. Die Seite, die von Unterseite zum Dachfirst geht, ist hingegen schwerer auszumessen. Hier handelt es sich meist um die Hypotenuse eines rechtwinkligen Dreiecks, welche wie folgt berechnet wird:

c = Wurzel (Höhe des Daches ^ 2 + Strecke Dachkante zum Mittelpunkt ^ 2)

Bei anderen Dächern ist es durchaus komplexer. Dachdecker beziehungsweise Solarteure und Photovoltaik-Handwerker haben dafür einen Trick. Um die Größe des Daches zu ermitteln, werden zuerst die Dachziegel ausgemessen und dann in Länge und Tiefe gezählt.

Bei einem idealen Dach hätte man dann sehr leicht die Maße und die Fläche a * b und könnte mit der Belegungsplanung der Photovoltaik-Module beginnen. Aber ideal sind die Dächer oftmals nicht.

Dachfenster, Kamin, Antennen und und und sind Störfaktoren, die es einerseits bezüglich des Schattenwurfes zu beachten gibt, als auch bei der Flächenplanung sowie Belegungsplanung herauszurechnen gilt.

In der Praxis haben sich zur vereinfachten überschlägigen Berechnung Flächenfaktoren gebildet. Mit Ihnen kann Anlagengröße gut geschätzt werden.

Bei einem Satteldach mit dachparalleler Montage der Photovoltaik-Module rechnet man für 1 kWp Anlagenleistung mit 7 Quadratmeter pro kWp.

Bei einem Flachdach wird pro 1 kWp Anlagenleistung bei einer Aufständerung nach Süden mit 10 Quadratmeter per kWp gerechnet und bei einer Aufständerung nach Osten oder Westen rechnet man mit 8 Quadratmeter pro kWp.

Formel zur Berechnung / Schätzung der Anlagengröße mit Flächenfaktor:

Anlagengröße [ kWp ] = vorhandene Dachfläche [ m² ] / Flächenfaktor [ m²/kWp ]

Hat Ihr Dach beispielsweise 80 Quadratmeter und wird auf ein Satteldach bei dachparaller Montage der Photovoltaik-Module aufgebracht, errechnet sich die Anlagengröße wie folgt

80 m² / (7 m²/kWp) = 11,43 kWp

Damit ergibt sich eine geschätzte oder überschlagende Anlagengröße von 11,43 kWp, die auf Ihrem Dach installiert werden könnte.

Berechnung des jährlichen Stromertrags:

Jetzt stellt sich als Nächstes die Frage, wie hoch der jährliche Stromertrag ist und wie dieser mit Ihrem Stromverbrauch korreliert.

Jahresstromertrag [ kWh / a ] = Anlagengröße [ kWp ] * pers. Energieertrag [ kWh / (kWp * a) ]

Bei einem persönlichen Stromertrag von 900 kWh / (kWp * a) ergibt sich folgende Berechnung

Jahresstromertrag = 11,43 kWp * 900 kWh / (kWp * a) = 10.287 kWh / a

Zwischenfazit

Sie sollten nun prüfen, ob die überschlagende Photovoltaik-Anlagengröße als auch der Jahresstromertrag der überschlagenen Photovoltaik-Anlage zu Ihrem tatsächlichen Verbrauch passen. Wenn die überschlagene Photovoltaik-Anlage mehr produziert, können Sie den überschüssigen Ertrag einspeisen. Wenn die Photovoltaik-Anlage zu wenig produziert, als Sie verbrauchen, werden Sie einen erhöhten kumulierten Verlust einfahren. Unter Umständen kann sich eine Photovoltaik-Anlage, dann nicht mehr rentieren.

Exkurs: Was genau ist ein Kilowattpeak?

Wir haben oft die Frage erhalten, was genau ein Kilowattpeak ist. Die Antwort auf diese Frage möchten wir hier kurz einfügen.

Immer wieder liest man Kilowattpeak kurz kWp in Verbindung mit Photovoltaik-Anlagen. Peak heißt Spitze. Watt ist die Einheit der Leistung und Kilo meint den Faktor 1.000. Eine andere Bezeichnung, häufig in Datenblättern, ist die Nennleistung.

Vor allem findet man die Nennleistung in den Datenblättern der Photovoltaik-Module. Hier erfolgt die Angabe in Wp, also Wattpeak. Die Module schaffen in der Regel nur Bruchteile einen Kilowattpeak.

Kilowattpeak ist somit die Spitzenleistung Ihrer Photovoltaik-Anlage. Diese Spitzenleistung wird ermittelt unter Standard-Test-Bedingungen (STC, Standart-Test-Case).

Dabei gelten die folgenden Rahmenbedingungen. Die Solarstrahlung wird mit 1.000 W pro Quadratmeter bestimmt und das Photovoltaik-Modul hat eine Temperatur von 25°C.

Bauliche Vorgaben für Ihre Photovoltaik-Anlage

Sie haben alle Rahmeninformationen für Ihre Photovoltaik-Anlage zusammen. Jetzt muss die Anlage aufs Dach, richtig? Falsch. Leider ist es nicht so leicht. Es gibt einige technische Punkte zu beachten. Deutschland ist ein bürokratisches Land und diese Bürokratie dürfen Sie nun durchlaufen.

Statik

Hält Ihr Dach überhaupt eine Photovoltaik-Anlage? Mit dieser Frage beschäftigt sich die Statik. Ein Photovoltaik-Modul bedeutet eine zusätzliche Last für Ihr Dach. Zusätzlich zum Photovoltaik-Modul kommt auch die Aufhängung für das Photovoltaik-Modul, das in die Statik-Berechnung mit einfließen muss.

Ein Photovoltaik-Modul wiegt etwa 20 Kilogramm bei den Maßen 1 Meter x 1,7 Meter.

Das ergibt pro Quadratmeter eine Belastung von zirka 12 Kilogramm. Dazu kommt nun noch das Befestigungsmaterial beziehungsweise die Aufhängung (zum Beispiel Dachhaken oder Schienen), sodass Sie pro Quadratmeter bei einer Gesamtbelastung von ca. 20 Kilogramm liegen.

Aber Moment, da fehlt noch was. Die sogenannte Lastreserve, die einkalkuliert werden muss.

Bei der Lastreserve handelt es sich um eine zusätzliche Marge, beispielsweise für Schnee. Ein deutsches Dach wird üblicherweise so gebaut, dass die Lastreserven ausreichend sind, um zusätzlich noch eine Photovoltaik-Anlage tragen zu können.

Fertighäuser hingegen haben in der Regel einen Dachstuhl, der in einer leichteren Bauweise errichtet worden ist und daher nur eine geringere Lastreserve hat. Auch alte Häuser können einen nicht ausreichenden Dachstuhl aufweisen.

Wichtig sind die Baupläne Ihres Gebäudes oder Daches. Diese sollten Sie in jedem Fall ausgiebig studieren. Die Lastreserven sollten Sie darin finden.

Randabstand der Photovoltaik-Anlage (Wichtig bei Doppelhaushälften oder Reihenhäusern)

Bei Reihenhäusern oder Doppelhaushälften kommen diverse verschiedene Bauvorschriften auf Sie zu. Welche müssen Sie bei Ihrem zuständigen Bundesland erfragen. In der Regel hat jedes Bundesland einen verpflichtenden Abstand, den Photovoltaik-Module zum Nachbarhaus hin, einhalten müssen. Dieser Randabstand kann in einigen Bundesländern durch den Einsatz von nicht brennbaren Glas-Glas-Photovoltaik-Modulen reduziert werden.

Baugenehmigung

Das Schrecken jedes Photovoltaik-Anlagen-Interessenten, die Baugenehmigung. Komplex, undurchsichtig und hoch bürokratisch oder kurz deutsch.

Man kann darüber Mecker und das meist zu Recht, aber eine Bauordnung hat auch einen gewissen Sinn, zumindest, wenn andere z. B. Nachbarn involviert sind. Wenn hingegen das Haus alleine steht oder die Anlage auf einer Wiese errichtet wird und geeignete Sicherheitsmaßnahmen ergriffen werden, ist es oftmals fraglich, ob ein so komplexes Bauverfahren überhaupt noch notwendig ist.

Da wir nichts daran ändern können, müssen wir uns damit abfinden.

Photovoltaik-Anlagen sind bauliche Anlagen im Sinne des Baurechts und müssen somit ganz bestimmte baurechtliche Vorgaben erfüllen. Diese baurechtlichen Vorgaben finden sich zum einen im Bundesbaugesetz als auch in den Landesbaugesetzen. Wobei die Landesbaugesetze hier primär maßgebend sind.

Einige Bundesländer sind dazu übergegangen, dass parallel zur Dachfläche errichtete, typische Photovoltaik-Anlagen „genehmigungsfreie“ Vorhaben sind. Einige Bundesländer haben dies auch um parallel zur Fassadenfläche angebrachte Photovoltaik-Anlagen erweitert.

Ist eine Sache genehmigungsfrei, braucht es in der Regel keine Baugenehmigung. Aber keine Regel ohne Ausnahme.

Wenn Ihr Gebäude denkmalgeschützt ist oder ist Ihre Siedlung denkmalgeschützt, dann brauchen Sie, so weit uns bekannt ist, in jedem Bundesland eine Baugenehmigung.

Zusätzlich kann es in den regionalen Bebauungsplänen noch weitere Einschränkungen oder Auflagen geben.

Erkundigen Sie am besten beim Bauamt Ihrer Gemeinde nach, bevor Sie mit dem Bau beginnen. Nichts ist schlimmer als ein Rückbau der Photovoltaik-Anlage.

Zweirichtungsstromzähler

Was Sie nicht vergessen dürfen, es ist nicht erlaubt, sogar Strafbar, wenn Ihr Stromzähler rückwärts läuft. Daher müssen Sie einen Zweirichtungsstromzähler einbauen lassen. Wenden Sie sich dafür an Ihren Stromnetzbetreiber. Bei diesem müssen Sie die Anlage auch registrieren und abnehmen lassen.

Der Bau – Was wird benötigt

Es ist so weit, alles ist soweit fertig und nun fragen Sie sich, was Sie noch für den Bau benötigen? Vieles davon wird in der Regel vom Photovoltaik-Installateur gemacht, einiges können Sie selbst machen oder zur Verfügung stellen. Sprechen Sie sich am besten mit dem Photovoltaik-Installateur ab.

Hilfreich sind zum Beispiel, wenn Sie zwei Leerrohre von ca. 30 Millimeter für die Stringkabel und Erdungskabel vom Dach zum Standort des Wechselrichters freihaben. Dann müssen keine Leerrohre verlegt werden, die möglicherweise den Blick auf Ihre Fassade stören könnten.

Der Photovoltaik-Wechselrichter oder/und der Photovoltaik-Speicher benötigen fast immer einen Zugang zum Netzwerk oder sogar zum Internet. Für diesen Fall sollten Sie ein Leerrohr vom Photovoltaik-Wechselrichter bzw. Photovoltaik-Speicher zum Router haben. Sollte dies nicht möglich sein, hilft beispielsweise auch Powerline.

Der Wechselrichter sollte sich nicht unweit des Zählerschrankes befinden.

Auch die Verbindung vom Wechselrichter zur Unterverteilung (Sicherheitskasten) muss verfügbar sein. Dafür sollten Sie ein Leerrohr einplanen.

Achten Sie darauf, dass in Ihrer Unterverteilung ausreichend Platz ist, eventuell planen Sie eine Vergrößerung Ihres Unterverteilungskasten oder eine Erweiterung des vorhandenen Unterverteilungskastens ein.

Auch ein Leerrohr für die Verbindung Wechselrichter zur Heizung ist von Vorteil, je nach Art der Heizung.

Wenn Sie einen Photovoltaik-Speicher installieren möchten, achten Sie darauf, dass der Standort niemals eine Raumtemperatur über 35 °C und niemals unter 5 °C erreicht.

Ziegel mit Solarhalter sind ideal, damit wird eine Öffnung des Daches zur Montage der Photovoltaik-Anlage nicht mehr notwendig und die Installation geht wesentlich schneller vonstatten. Wenn Sie ein neues Dach planen, sollten Sie diese Ziegel als Option mit einkalkulieren.

Wenn Sie bereits das Dach renovieren sollten, können Sie das Gerüst der Dachbauer für die Photovoltaik-Installateure mitnutzen, so sparen Sie zusätzlich die Kosten für ein Gerüst.

Achten Sie darauf, dass Sie Lüftungsziegel und Kabeldurchführungsziegel verwenden, wenn Sie die Anlage montieren.

Falls Sie eine Wärmepumpe haben, können Sie diese Wärmepumpe direkt mit dem Stromkreis verbinden und auf einen zweiten Stromzähler mit einem Wärmepumpentarif verzichten. So kann Ihre Wärmepumpe von Ihrer Photovoltaik-Anlage und gegebenenfalls von Ihrem Solarstromspeicher profitieren. Wichtig ist, dass hier gegebenenfalls ein Umbau der Unterverteilung notwendig ist. Sprechen Sie vorab mit Ihrem Stromversorger und den Elektrikern, der Photovoltaik-Installateure.

Wenn Sie in Zukunft smarte Verbraucher anbinden möchten, wie beispielsweise Spülmaschinen, Wäschetrockner, Kühlschränke, Gefrierschränke oder Waschmaschinen, dann sollten Sie dies bereits bei der Planung Ihrer Photovoltaik-Anlage beachten und entsprechende Netzwerkdosen und Leistungen durch die vorhandenen oder neu angelegten Leerrohre legen lassen, um sich einen weiteren Elektriker bzw. Informatiker zu sparen. Diese können dann auch bei Bedarf den Schaltschrank um die notwendigen Leistungsschutzschalter und Fehlerstromschutzschalter erweitern.

Sollten Sie mit dem Gedanken spielen, sich ein Elektroauto anzuschaffen, kalkulieren Sie die Installation der Wallbox gleich mit ein. Von der Unterverteilung sollten 5 Kabel mit mindestens 6 Quadratmillimeter zum späteren Platz für die Wallbox gelegt werden. Aktuell empfehlen viele einen 22 kW-Anschluss für die Wallbox.

Durch die geschickte Vorplanung als auch Nachplanung bei der Installation Ihrer Photovoltaik-Anlage können Sie so baren Geld sparen und einige Vorhabensschritte zusammen erledigen lassen und dabei noch Zeit sparen.

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