Photovoltaik-Flachdach: Unterschied zu Schrägdächern
Photovoltaik auf dem Flachdach: Winkel und Ausrichtung
Betrachten wir den Ertrag eines einzelnen Moduls, so sollte es genau nach Süden ausgerichtet sein, um den meisten Strom zu erzeugen. Typische Aufständerungen für ein Photovoltaik-Flachdach haben in der Regel einen Neigungswinkel zwischen 10 und 30 Grad.
Und genau dieser Winkel spielt eine Rolle, wenn wir nicht mehr nur ein einziges Solarmodul betrachten, sondern möglichst viele Solarmodule auf einer bestimmten Dachflächengröße montieren. Denn je größer der Neigungswinkel beziehungsweise je steiler die Solarmodule aufgeständert sind, desto mehr Abstand ist zwischen den einzelnen Reihen erforderlich.
Dieser Abstand muss nämlich so groß sein, dass die Reihen sich gegenseitig nicht verschatten – insbesondere im Winter bei tief stehender Sonne. Je steiler Sie die Module also aufstellen, desto weniger Module finden auf Ihrem Dach Platz. Deshalb beherbergt ein Photovoltaik-Flachdach meist möglichst viele Solarmodule mit – im Gegensatz zu Schrägdächern – recht flachem Aufständerungswinkel.
Bei einer Ost-West-Ausrichtung können Sie die Solarmodule sogar doppelseitig aufständern und damit die Anzahl nochmals erhöhen. Zwar wäre der Ertrag eines einzelnen Moduls höher, wenn Sie die Anlage genau nach Süden ausrichten, doch der Gesamtertrag Ihres Photovoltaik-Flachdachs liegt im Normalfall deutlich über dem einer Südausrichtung, weil Sie bei dieser Methode die meisten Module auf Ihrem Flachdach installieren können.
Reihenabstand berechnen
Der Abstand, der nötig ist, damit sich die Module auf einem Flachdach nicht gegenseitig verschatten, lässt sich mit einer relativ simplen Formel berechnen. Grundlage dafür ist die senkrechte Höhe (H) eines Moduls in seiner aufgeständerten Position. Diese ergibt sich aus der Länge des Moduls (L) und dem gewählten Neigungswinkel (α):
Die Sinusfunktion, die man für den Neigungswinkel benötigt, ist in jedem Smartphone-Taschenrechner verfügbar. Der notwendige Reihenabstand (RA), der auch bei tiefstehender Sonne ausreicht, wird anschließend mit einer einfachen Faustregel ermittelt:
Beispielrechnung: Angenommen, ein Modul ist 1,10 Meter lang und wird mit einem Neigungswinkel von 24 Grad montiert. Damit ergibt sich daraus eine Höhe von rund 45 Zentimetern (H = 1,10 m x sin(24°) = 0,45 m). Damit es nicht zur Verschattung kommt, muss der Reihenabstand deshalb 1,35 Meter betragen (RA = 3 x 0,45 m = 1,35 m).
Alternative: Photovoltaik auf Flachdach mit Ost-West-Ausrichtung
Bei einer Ost-West-Ausrichtung können Sie die Solarmodule sogar doppelseitig aufständern und damit die Anzahl nochmals erhöhen. Die Module werden dabei mit einem geringen Neigungswinkel Rücken an Rücken montiert. Durch diese kompakte Bauweise lassen sich deutlich mehr Module auf der gleichen Fläche installieren als bei einer Südausrichtung mit höherem Winkel. Weitere Vorteile:
- Die Stromproduktion verteilt sich gleichmäßiger über den Tag.
- Während ostseitige Module bereits am Morgen hohe Erträge liefern, übernehmen die westseitigen Module die Leistung am Nachmittag.
- So kann die Ost-West-Ausrichtung sogar zu höheren Erträgen führen, obwohl der Ertrag eines einzelnen Moduls höher wäre, wenn Sie die Anlage genau nach Süden ausrichten.
Aufständerung: So lässt sich Photovoltaik auf dem Flachdach umsetzen
Dachlast und Windlast
Wenn Sie Ihr Photovoltaik-Flachdach ohne Dachdurchdringung realisieren möchten, sind wiederum die Dachlast und zu erwartende Windlasten wichtig. Je nach Art und Modell wiegen Aufständerung, Solarmodule und Beschwerungsgewicht zusammen zwischen etwa 30 und 60 Kilogramm pro Quadratmeter.
Die genaue Dachlast einer Photovoltaik-Anlage variiert jedoch von Dach zu Dach. Auf kleineren Dächern kann die Dachlast pro Quadratmeter sogar höher ausfallen, weil die Windlasten insbesondere am Dachrand am stärksten sind. Bei größeren Dächern müssen also im Verhältnis weniger Module mit hohen Gewichten bestückt werden.
Schritt 1: Statik prüfen
Das Dach muss die erwartete Dachlast auch tragen können. Bevor eine Photovoltaik-Anlage auf einem Flachdach geplant wird, sollte deshalb immer die Tragfähigkeit des Dachs überprüft werden. Eine Statikprüfung zeigt, welche Lasten das Gebäude dauerhaft aufnehmen kann und ob zusätzliche Maßnahmen erforderlich sind.
Gerade bei älteren oder bereits mehrfach sanierten Dächern ist dieser Schritt unverzichtbar, um Schäden an der Dachkonstruktion zu vermeiden und eine sichere Installation zu gewährleisten.
Schritt 2: Ballast berechnen
Um eine grobe Vorstellung vom benötigten Zusatzgewicht zu bekommen, lässt sich der Ballast für eine Modulreihe mithilfe einer einfachen Formel abschätzen:
Notwendiger Ballast (kg) = Windlast x Panelfläche
Die Windlast hängt von der lokalen Windzone ab – Berlin liegt in Windzone 2, wo für vereinfachte Überschlagsrechnungen häufig rund 0,6 kN/m² (≈ 60 kg/m²) angesetzt werden. Hat ein typisches Solarmodul beispielsweise eine Fläche von etwa 1,8 m², ergibt sich ein grober Bedarf von 60 kg/m² x 1,8 m² = ca. 108 kg pro Modul.
Dieser Wert ist nur eine erste Orientierung, da Faktoren wie Gebäudehöhe, Dachrandabstand, Neigungswinkel oder Systemtyp die tatsächliche Ballastierung deutlich beeinflussen. Eine exakte Berechnung durch Fachbetriebe mithilfe spezieller Software bleibt daher unerlässlich.
Photovoltaik auf Flachdach: Kosten und Förderung
Jetzt mit der Planung beginnen
