Photovoltaik-Dach: welches Dach ist geeignet? Infos & Kosten

Photovoltaik-Dächer ermöglichen umweltfreundliche Energiegewinnung direkt auf Ihrem Haus oder anderen Gebäuden. In diesem Artikel erfahren Sie alles Wichtige zur benötigten Dachfläche, verschiedenen Montagearten, Kosten, Fördermöglichkeiten und alternativen Anwendungsbereichen.

Wichtige Fakten: Solaranlage auf dem Dach

Welche Dächer eignen sich für Photovoltaik?

Das Hausdach kommt in vielen unterschiedlichen Formen, Farben, Arten und Ausprägungen daher. Grundsätzlich gilt: Fast alle Dächer sind für den Betrieb einer Photovoltaikanlage geeignet.

Je nach Dachart kommen spezifische Montagesysteme zum Einsatz, sodass die PV-Module passend zum Dach ordnungsgemäß befestigt werden können.

Photovoltaikanlage: Schrägdach und Flachdach

Eine grobe Unterteilung der Bedachung lässt sich in Schrägdach und Flachdach vornehmen.

Die Solarmodule einer Schrägdach-Photovoltaikanlage werden parallel, also flach aufliegend zum Dach, montiert. Dadurch wird die Dachfläche bestmöglich ausgeschöpft, was als vorteilhaft gilt.

Zudem ergeben sich aus der typischen Dachneigung von 30 bis 45° zwei Vorteile für den Anlagenbetreiber des Photovoltaik-Daches:

Flachdächer haben keine oder eine minimale Dachneigung von maximal 5 Grad, wodurch diese Dachart einige Besonderheiten mit sich bringt. Solarpanels werden bei der Flachdachmontage mithilfe eines Metallgestells aufgeständert, sodass sich der Neigungswinkel verbessert.

Geeignete Dachformen für Solarmodule

Fast jede Dachform kann für Photovoltaik genutzt werden. Verbreitete Dachformen, wie das Satteldach, das Walmdach oder das Pultdach, sind gut zur Befestigung von Solarmodulen geeignet.

Normalerweise wird nur eine einzige Dachseite mit Modulen belegt. Ist das Satteldach nach Ost-West ausgerichtet, lohnt sich auch eine beidseitige Belegung, denn das führt zu einer höheren Nennleistung sowie zu einer gleichmäßigeren Stromerzeugung über den Tag verteilt.

Die PV-Anlage auf dem Walmdach wird häufig sogar auf drei Dachseiten installiert.

Welche Dacheindeckung lohnt sich für Photovoltaik?

Herkömmliche Dacheindeckungen, wie Tondachziegel, Betondachziegel, Schieferplatten, Metall (Zink, Kupfer, Stahl, Aluminium) und Bitumen, sind gut für die Nutzung als PV-Dach geeignet.

Sogar die Kombination von Dachbegrünung und Solaranlage ist mit speziellen Montagesystemen möglich. Selbst das Reet- bzw. Strohdach kann unter Umständen mit PV-Modulen bestückt werden.

Voraussetzungen an das Hausdach, um Photovoltaik zu ermöglichen

Damit Photovoltaik auf dem Dach möglich ist, sollte der Dachstuhl das Gewicht der PV-Anlage tragen können. Daher muss sichergestellt werden, dass die Resttragfähigkeit des Dachs hoch genug ist, wobei auch zusätzlicher Windsog und Schneelast berücksichtigt werden sollte.

Eine durchschnittliche PV-Anlage auf einem Hausdach wiegt etwa 11 bis 15 kg pro m². Das höchste Gewicht entsteht vor allem durch die Module, welche 20 bis 22 kg wiegen. Moderne Glas-Glas-Module wiegen etwa 2 kg mehr, aufgrund der zusätzlichen Schutzscheibe auf der Rückseite.

Die durchschnittliche Lebensdauer einer PV-Anlage liegt bei 30 bis 40 Jahren. Ein normales Ziegeldach hält dagegen 50 bis 60 Jahre. Die verbleibende Haltbarkeit der Dachkonstruktion und der Dachdeckung sollte daher bei der Planung der Photovoltaikanlage unbedingt beachtet werden.

Eine Dachsanierung macht die Demontage des gesamten Photovoltaik-Dachs erforderlich. Dies sollte vermieden werden, um Kosten und Aufwand zu sparen. Photovoltaik auf einem alten Dach ist nicht empfehlenswert. Beträgt die Resthaltbarkeit des Hausdachs nur noch wenige Jahre, sollte es zunächst erneuert werden.

Die Dachausrichtung hat einen großen Einfluss auf das Jahresergebnis der Solaranlage. Je besser die Dachfläche ausgerichtet ist, desto höher wird auch der PV-Ertrag im Tagesverlauf.

Doch was ist die optimale Ausrichtung für eine Photovoltaikanlage?

Die beste Dachausrichtung auf der nördlichen Erdhalbkugel liegt exakt in Richtung Süd. Die Südausrichtung bringt in Abhängigkeit von anderen Faktoren 900 bis 1100 kWh pro kWp installierter PV-Leistung pro Jahr.

Im Vergleich zur Süddach-Anlage fällt der spezifische Ertrag einer Ost-West-PV-Anlage 15 bis 25 % niedriger aus. Dafür können beide Dachseiten problemlos mit Solarmodulen bestückt werden, wodurch absolut gesehen mehr Strom von der PV-Anlage produziert werden kann.

Eine leichte Abweichung von Süden, z.B. eine Dachausrichtung nach Südwest, bringt nur minimale Ertragseinbußen von 5 bis 8 % mit sich.

Neben der Ausrichtung spielt auch die Dachneigung eine entscheidende Rolle, denn die Sonnenstrahlung sollte möglichst senkrecht auf die Modulfläche treffen, um die maximale Leistung pro Quadratmeter zu erzielen.

Allerdings wandert die Sonne im Tagesverlauf und nimmt verschiedene Positionen am Himmel ein. Zudem verändert sich der Sonnenstand auch mit der Jahreszeit: Im Sommer steht die Sonne sehr hoch am Himmel, im Winter dagegen eher flach, das heißt, der Höhenwinkel ist stark schwankend.

Für eine besonders gute Ausbeute der Solaranlage auf dem Dach benötigt es daher die durchschnittlich beste Dachneigung auf Jahressicht.

Die ideale Dachneigung für PV-Anlagen in Deutschland oder Österreich liegt bei 35°. Bei Neigungen zwischen 25 und 45 Grad sind dagegen nur minimale Leistungseinbußen zu erwarten.

Um das Zusammenspiel zwischen Ausrichtung und Neigungswinkel zu verstehen, empfehle ich, diese Tabelle zur PV-Dachneigung anzuschauen.

Die geografische Lage beeinflusst die Energieerzeugung einer Photovoltaikanlage.

Anders ausgedrückt: Sonnenstrahlen legen in der Atmosphäre einen längeren Weg zurück, je weiter nördlich das PV-Dach positioniert ist. Solarmodule in Süddeutschland liefern daher etwa 10 Prozent mehr Ertrag als in Norddeutschland.

Das Hausdach sollte möglichst frei von Schatten sein, weil die Direktstrahlung (hauptsächlich bei klarem Sonnenschein) mit etwa 50 % einen wichtigen Teil des Jahresertrags einer Photovoltaikanlage ausmacht.

Viele Schattenquellen können entfernt oder umgesetzt werden. Bäume können meistens gekürzt werden, sodass der Schattenwurf entfällt oder reduziert wird. Auf dem Dach kann zum Beispiel die Satellitenschüssel anders platziert werden, sodass keine Verschattung entsteht.

Lässt sich die Verschattung des Dachs nicht vollständig entfernen, wird ein Teil der Dachfläche freigelassen oder es werden PV-Leistungsoptimierer eingesetzt, welche Verluste durch Schatten stark reduzieren. 

Wie viel Leistung bringt ein Photovoltaik-Dach?

Ein Photovoltaik-Dach weist eine typische PV-Leistung von 5 bis 15 Kilowatt-Peak (kWp) auf, wobei sowohl kleinere als auch größere Anlagen realisierbar sind. Die Nennleistung in kWp gibt an, wie hoch die Leistung beim standardisierten Testverfahren (STC) ist.

In der Praxis entspricht diese Leistung etwa der Spitzenleistung unter optimalen Bedingungen wie voller Sonneneinstrahlung und niedrigen Außentemperaturen. Meistens arbeitet eine Solaranlage auf dem Dach im Teillastbereich, da die Witterungsbedingungen nicht immer ideal sind.

Die Momentanleistung einer Photovoltaik-Anlage variiert stark von Minute zu Minute, speziell bei wechselhaften Wetterbedingungen. In der Grafik wird ein typischer Leistungsverlauf einer 10-kWp-PV-Anlage dargestellt:

Die Stromproduktion einer PV-Anlage hängt von der Nennleistung und dem spezifischen Ertrag ab. Die Nennleistung ergibt sich aus der Summe Leistung der einzelnen Solarmodule.

Der spezifische Photovoltaik-Jahresertrag resultiert aus der Kombination aller Standortfaktoren, die bereits im vorherigen Abschnitt erläutert wurden. Als Faustregel gilt ein spezifischer Ertrag von 1.000 kWp/kWh als realistisch.

Die Beispielanlage erzeugt also: 8,4 kWp x 1.000 kWp/kWh = etwa 8.400 kWh pro Jahr.

Welche Dachfläche wird für ein PV-Dach benötigt?

Moderne Solarmodule weisen eine Größe von etwa 1.722 mm x 1.135 mm auf, was einer Fläche von ungefähr 1,95 m² entspricht. Neben der reinen Modulfläche müssen auch Abstände zum Dachrand und Reihenzwischenräume berücksichtigt werden.

Die Größe und Anzahl der Solarzellen haben entscheidenden Einfluss auf die genauen Abmessungen. Am weitesten verbreitet sind Module mit 54 Solarzellen, die eine Leistung von 400 bis 440 Watt aufweisen.

Für ein kWp wird eine Fläche von 5,5 bis 6 Quadratmetern benötigt (inklusive Abstände).

Für ein normales PV-Dach ist eine Dachfläche von mindestens 20 m² erforderlich. Damit lassen sich etwa 3 bis 4 kWp an PV-Modulen auf dem Dach installieren. Kleinere Anlagen sind grundsätzlich ebenfalls möglich. Selbst ein einzelnes Modul kann als sogenannte Mini-Solaranlage betrieben werden.

In der nachfolgenden Tabelle betrachten wir typische Dachflächen und passende PV-Anlagen:

Wichtige Anmerkung: Mit dem Wegfall der 10-kWp-Grenze (nun erst ab 30 kWp) lohnen sich auch Solaranlagen mit einer Leistung bis zu 30 kWp für Eigenheimbesitzer. Dachflächen mit bis zu 150 m² sind somit für Photovoltaik ohne Probleme geeignet.

Photovoltaik im Dach integrieren oder nachrüsten?

Es gibt grundsätzliche 2 Arten von Photovoltaik-Dächern: 

Aufdach-Montage

Normalerweise werden PV-Module auf dem Ziegeldach bzw. der Dachdeckung montiert. Die Solaranlage fungiert also als eigene Einheit, unabhängig von der Dacheindeckung. Da die meisten Photovoltaikanlagen auf bereits bestehende Dächer gebracht werden, gilt die Aufdach-Montage als besonders praktikabel und kostengünstig.

Die Aufdach-Photovoltaik ist sowohl für Bestands- als auch Neubauten gut geeignet und die beliebteste Variante für das Einfamilienhaus.

Indach-Montage

Bei der Indach-Montage werden PV-Module direkt in die Dachkonstruktion eingefügt, damit diese neben der Energieerzeugung auch für die Dachabdichtung sorgen.

Die Leistungsfähigkeit entspricht herkömmlichen Aufdach-Modulen, und die Haltbarkeit liegt bei 30 bis 40 Jahren.

Solardachziegel

Solardachziegel sind eine Kombination aus Dachziegeln und Solarmodulen, die Sonnenenergie in Strom umwandeln und gleichzeitig vor Witterungseinflüssen schützen. Im Vergleich zu Aufdach-Photovoltaik sind sie in das Dach integriert und bieten eine ansprechende Optik.

Solardachziegel variieren in Größe, Material und Form und passen sich verschiedenen Dacheindeckungen an.

Sie sind langlebig und umweltfreundlich, aber teurer und weniger effizient als herkömmliche PV-Systeme. Die Installation ist komplexer, und es besteht eine höhere Ausfallgefahr aufgrund der zahlreichen kleinen Module.

Wie viel kostet Photovoltaik auf dem Dach?

Die Kosten für Photovoltaik-Anlagen variieren je nach Größe und Leistung. Im Durchschnitt liegen die Kosten für eine PV-Anlage ohne Speicher bei etwa 1.650 Euro pro Kilowatt-Peak (kWp). Dabei gilt: Je größer die Anlage, desto geringer fallen die spezifischen Kosten pro Leistungseinheit aus.

So kostet eine 5 kWp PV-Anlage etwa 1.700 Euro, während eine 15 kWp PV-Anlage rund 1.600 Euro pro kWp beträgt.

Eine 10 kWp-Photovoltaik-Komplettanlage inklusive Montage kostet durchschnittlich 16.500 Euro, wobei in diesem Preis noch kein Stromspeicher enthalten ist. Für den zusätzlichen Photovoltaik-Speicher müssen Sie mit Kosten von etwa 800 bis 1.200 Euro pro Kilowattstunde (kWh) Batteriekapazität rechnen, im Durchschnitt also etwa 1.000 Euro pro kWh.

Ein Solardach ohne Ziegel ist dagegen teurer in der Anschaffung. Indach-Photovoltaik kostet etwa 20 Prozent mehr als eine normale Aufdach-Anlage. Bei der Verwendung von Solardachziegeln muss mit Mehrkosten von über 100 Prozent gerechnet werden, weil die Technologie noch nicht so stark verbreitet ist.

Für bestehende Häuser lohnt sich diese Variante des PV-Daches eher nicht. Beim Neubau kann dafür an Material der Dacheindeckung gespart werden, was den Gesamtpreis etwas vergünstigt.

Förderung für das Photovoltaik-Dach

PV-Anlagen werden über das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) gefördert. Überschüssiger Solarstrom wird vergütet (siehe Einspeisevergütung).

Falls für den Kauf nicht genug Eigenkapital vorhanden ist, kann auf einen Photovoltaik-Kredit zurückgegriffen werden. Die KfW-Bank vom Bund bietet einen (vergleichsweise) günstigen Kredit für die Anschaffung eines PV-Dachs und Stromspeicher an.

Solaranlagen werden steuerlich bevorzugt. Diese Art der Förderung soll den Ausbau Erneuerbarer Energien weiter beschleunigen. Es wurde ein neues Gesetz erlassen, sodass ein Mehrwertsteuersatz von 0 Prozent beim Erwerb einer Photovoltaikanlage erhoben wird.

Weiterhin gibt es zahlreiche regionale Förderprogramme für PV-Anlagen, sowie Stromspeicher oder Wallboxen. Diese sind häufig zeitlich und auf eine festgelegte Anzahl an Förderanträgen begrenzt. Viele Förderungen werden vom Bundesland oder vom Kreis festgesetzt.

Lohnt sich eine Photovoltaikanlage auf dem Dach?

Photovoltaikanlagen auf dem Dach lohnen sich sowohl in finanzieller als auch ökologischer Hinsicht. Die meisten PV-Anlagenbetreiber verfolgen mehrere Ziele mit der Errichtung der Solaranlage:

Alle genannten Zielvorstellungen können grundsätzlich mit einem PV-Dach erreicht werden.

Der erzeugte Solarstrom vom Hausdach gelangt, nach Umwandlung zu Wechselstrom mithilfe des Wechselrichters, direkt in den Stromkreis des Haushalts. Somit werden die Haushaltsgeräte vollständig mit eigenem Strom versorgt, falls genug Leistung zur Verfügung steht. Man spricht bei diesem Vorgang auch vom Photovoltaik-Eigenverbrauch.

Mit der überschüssigen Energie wird zunächst der Stromspeicher geladen. Ist dieser bereits voll, wird der verbleibende Stromanteil ins öffentliche Stromnetz eingespeist. Jede produzierte Kilowattstunde (kWh) wird genutzt. Die Einspeisung von Solarstrom stellt eine Art Stromverkauf dar und wird fest mit der Einspeisevergütung entlohnt.

Aber auch die Bedingungen für die Einspeisung haben sich Mitte 2022 wieder verbessert: Der Vergütungssatz stieg um ca. 31 % auf 8,2 Cent pro kWh (bis 10 kWp), wodurch die Rendite einer PV-Anlage gesteigert wird.

Die Preise für Solarkomponenten und auch für Photovoltaik-Komplettanlagen haben sich seit 2020 um 15 bis 30 Prozent erhöht. Dennoch sind die Bedingungen für eine Anschaffung eines Solardaches weiterhin positiv zu bewerten.

Ein Faktor sollte dabei nicht außer Acht gelassen werden: Seit Anfang 2023 entfällt die Pflicht zur Versteuerung der Gewinne aus dem Betrieb der PV-Anlage. Zudem wird beim Kauf keine Mehrwertsteuer mehr fällig.

PV-Module aufs Dach bringen: so funktioniert es

Bevor es mit der Photovoltaik-Montage losgeht, wird der Vorgang zunächst akribisch geplant. Je nach Art des Dachs wird ein passendes Montagesystem benötigt. Für die gewöhnliche PV-Anlage auf dem Schrägdach wird eine PV-Unterkonstruktion verwendet.

Bei der Indachvariante werden die Module normalerweise direkt auf die Dachlatten- oder Bohlen gelegt und mithilfe von Montagebügeln verankert. Einige Befestigungssysteme setzen auf PV-Module mit Spezialrahmen, welche zur Abdichtung geeignet sind, andere dagegen benötigen ein zusätzliches wasserableitendes Schutzblech (in der Regel aus Wellblech) unter den Modulen.

Bei der Installation sind hohe Sicherheitsmaßnahmen einzuhalten. Es wird immer ein Baugerüst benötigt. Um die PV-Module auf das Dach zu bringen, werden diese von mehreren Personen von Etage zu Etage gehoben. 

Einige Fachfirmen nutzen für den Prozess eine Hebebühne oder einen Dachdeckeraufzug, welcher die körperliche Anstrengung der Arbeit stark reduziert. Vom Gerüst aus wird jedes einzelne Solarmodul von zwei Handwerkern an die richtige Stelle auf dem Dach gebracht, verkabelt und fixiert.

Insgesamt kann der Installationsprozess einer Photovoltaikanlage auf dem Dach je nach Größe und Komplexität der Anlage einige Tage bis zu zwei Wochen in Anspruch nehmen. Es ist ratsam, sich für die Installation und Wartung der Anlage auf eine Fachfirma zu verlassen, um optimale Ergebnisse und eine lange Lebensdauer der PV-Anlage zu gewährleisten.

Alternativen zum Photovoltaik-Dach

Eine Solaranlage muss nicht unbedingt auf dem Hausdach montiert werden, sondern kann auch auf Nebengebäude installiert oder im Gebäude integriert werden. Im nachfolgenden Text schauen wir uns 3 Alternativen zum klassischen Photovoltaik-Dach an.

Solaranlage auf dem Garagendach

Das Garagendach eignet sich gut für eine Photovoltaikanlage. Dieses ist oftmals groß genug, um mindestens 3 kWp unterzubringen. Garagen sind meistens als Flachdach konzipiert, sodass die PV-Module aufgeständert werden.

Um Schäden an der Dachhaut zu vermeiden, kommen hier in der Regel Befestigungssysteme ohne Dachdurchdringung zum Einsatz. Dafür wird zusätzlicher Ballast, meist in Form von Beschwerungssteinen, benötigt.

Carport zur Stromerzeugung nutzen

Carports können recht einfach und kostengünstig aufgestellt werden. Die Sonderform des Solarcarports lohnt sich aufgrund der Doppelfunktion von Parkplatzüberdachung und Energieerzeugung besonders gut.

Bestehende Carports können das zusätzliche Gewicht von Modulen oftmals nicht tragen, deshalb sollte ein Solarcarport am besten vor Baubeginn geplant werden.

Die Solarmodule eines PV-Carports werden meistens direkt ins Dach integriert. Für eine besondere Optik werden gerne teiltransparente Solarpanels verwendet, welche einen Teil des Sonnenlichts durchlassen. Solarcarports können durch den Einsatz von bifazialen Photovoltaik-Modulen 3 bis 10 Prozent Mehrgewinn durch die funktionale Rückseite erzielen.

Fassaden-Anlage

Dafür werden die Module nahtlos im Haus eingefügt und sind unauffälliger. 

Normalerweise werden die Module bei einer Fassaden-Anlage einfach flach an die Außenwand geschraubt; man spricht auch von der vertikalen Photovoltaik. Es gibt aber auch die Möglichkeit, einen kleinen Anstellwinkel zu wählen.

Flach aufliegende Module erzielen einen 30-prozentigen schlechteren Jahresertrag im Vergleich zu Dachanlagen aufgrund des ungünstigen Auftreffwinkels der Sonnenstrahlen. PV-Fassaden sind vor allem auf der Südseite sinnvoll einsetzbar. An anders ausgerichteten Wänden fällt die Stromerzeugung noch schlechter aus.

Wer baut Photovoltaik aufs Dach?

PV-Anlagen werden normalerweise als fertiges Komplettpaket verkauft, das alle Solarkomponenten, Beratung, Planung, Montage, Anmeldung und Inbetriebnahme inkludiert.

Es gibt in allen Regionen passende Anbieter für Solaranlagen, die Photovoltaikanlagen auf das Dach bauen. Häufig werden diese auch als Solarteur, PV-Installateur oder Fachbetrieb für Photovoltaik bezeichnet.

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