Kostenersparnis oder Umweltschutz – es gibt viele Gründe für eine eigene Photovoltaik-Anlage (PV-Anlage). Doch bevor die Überlegungen konkret werden, stellt sich die Frage, ob das Dach hierfür überhaupt geeignet ist. Bei der Beantwortung dieser Frage sind sowohl technische als auch ökonomische und rechtliche Aspekte zu berücksichtigen. Lesen Sie hier, welche grundlegenden Voraussetzungen für die Installation einer PV-Anlage erfüllt sein müssen und was hinsichtlich Dachausrichtung, Neigung, Schattenfreiheit und Dachfläche zu beachten ist.
Einführung in die Photovoltaik (PV)
Photovoltaik (PV) bezeichnet die direkte Umwandlung von Lichtenergie (Sonnenlicht) in elektrische Energie mithilfe von Solarzellen. Die Funktionsweise dieses photovoltaischen Effekts ist ebenso einfach wie effektiv.
Grundlegendes Prinzip der Photovoltaik
Solarzellen bestehen in der Regel aus Halbleitermaterialien wie Silizium. Wenn Sonnenlicht auf diese trifft, absorbieren die Halbleitermaterialien Lichtteilchen (Photonen) und setzen dadurch Elektronen frei. Durch die Bewegung der Elektronen entsteht an den Seiten der Solarzelle ein elektrisches Feld, aus dem durch eine angelegte Leitung elektrischer Strom fließen kann. Dieser Strom kann dann genutzt werden, um elektrische Geräte zu betreiben oder in ein Stromnetz eingespeist zu werden.
Die Effizienz einer Solarzelle, d. h. wie gut sie Sonnenlicht in elektrische Energie umwandeln kann, hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie zum Beispiel dem Material der Zelle, ihrer Konstruktion und der Qualität des einfallenden Lichts. Moderne Solarzellen können einen signifikanten Anteil des Sonnenlichts in elektrische Energie umwandeln, was sie zu einer wichtigen Technologie für die Gewinnung erneuerbarer Energie macht. Davon profitieren sowohl die Umwelt als auch Sie als Verbraucher.
Vorteile von PV-Anlagen
Photovoltaik-Anlagen bieten sowohl ökologische als auch ökonomische Vorteile, die sie zu einer attraktiven Option für die Energieerzeugung machen.
Der wohl offensichtlichste Vorteil von Photovoltaik-Anlagen ist, dass sie saubere Energie ohne Treibhausgasemissionen produzieren und damit zur Verringerung der globalen Erwärmung und zum Klimaschutz beitragen. Zudem verursacht die Energieerzeugung mittels PV-Anlage im Gegensatz zu fossilen Brennstoffen keine Luftverschmutzung. Durch die Reduktion von gesundheitsschädlichen Luftschadstoffen wie Stickoxiden, Schwefeldioxid und Feinstaub wird die Luftqualität besser, wovon Mensch und Natur gleichermaßen profitieren.
Aber auch Sie als Verbraucher können sich die Vorteile von Photovoltaik-Anlagen zunutze machen. Nach der anfänglichen Investition in die Installation einer PV-Anlage lassen sich die laufenden Stromkosten erheblich senken, denn Sonnenlicht ist eine kostenlose Energiequelle. Und auch die Betriebs- und Wartungskosten sind im Vergleich zu anderen Energieerzeugungsmethoden relativ gering.
Abgesehen davon sind Sie mit einer Photovoltaik-Anlage unabhängig von Energiepreisschwankungen des Marktes und der Preisgestaltung der lokalen Energieversorger. Diese Unabhängigkeit, die niedrigeren Betriebskosten und die Nutzung erneuerbarer Energien machen eine Immobilie attraktiv – auch für potenzielle Käufer. Deshalb stellt die Installation einer Photovoltaik-Anlage immer auch eine Wertsteigerung der Immobilie dar, sofern diese die Grundvoraussetzungen für die Installation einer PV-Anlage erfüllt.
Grundvoraussetzungen für die Installation einer PV-Anlage
Damit sich die Photovoltaik-Anlage lohnt und der erzielte Ertrag höher ist als die Investitionskosten, muss Ihr Haus bestimmte Voraussetzungen erfüllen. Diese betreffen vor allem die Ausrichtung und den Neigungswinkel des Dachs, aber auch die Dachfläche und mögliche Verschattungen.
Dachausrichtung
Die Dachausrichtung ist einer der wichtigsten Faktoren bei der Installation einer Photovoltaik-Anlage. Ideal ist ein nach Süden ausgerichtetes Dach, da die Sonneneinstrahlung hier am intensivsten ist. Leichte Abweichungen in der Dachausrichtung (z. B. Südwest oder Südost) haben kaum Auswirkungen auf den Ertrag.
Aber auch auf Dächern mit Ost- oder West-Ausrichtung lohnt sich eine PV-Anlage. Hier lässt sich die Sonneneinstrahlung morgens oder abends optimal ausnutzen, denn dann ist der Eigenbedarf an Strom in der Regel am größten.
Neigungswinkel des Dachs
Ideal wäre es, wenn das Sonnenlicht genau senkrecht auf die Solarmodule trifft. Durch die Drehung der Erde verändert sich der Neigungswinkel jedoch den ganzen Tag über, sodass hier ein Durchschnittswert berechnet wird. Demnach gilt ein Neigungswinkel von 30° als optimal. Auch hier wirken sich kleine Abweichungen kaum auf den Ertrag aus. Deshalb werden Neigungswinkel zwischen 15° und 35° als sehr gut eingeschätzt.
Übrigens: Auch auf Flachdächern lassen sich Photovoltaik-Anlagen installieren. Der Vorteil hierbei ist, dass sie sich mithilfe entsprechender Halterungen relativ frei und damit in einem optimalen Winkel ausrichten lassen. Voraussetzung hierfür ist jedoch, dass das zusätzliche Gewicht der Halterungen die Statik des Dachs nicht beeinträchtigt.
Schattenfreiheit
Damit die PV-Anlage an ihrem Standort maximalen Ertrag erzielen kann, ist es notwendig, dass die Sonnenstrahlen ungehindert auf die Solarmodule treffen können. Mit anderen Worten: Verschattungen sind unbedingt zu vermeiden, denn schon Teilverschattungen können zu einem spürbaren Leistungsabfall der Anlage führen. Schon bei der Planung sind deshalb alle Bäume, nahe Gebäude und andere Dinge zu berücksichtigen, die im Laufe des Tages Schatten auf das Dach werfen.
Tipp: Da sich die Schattenbildung mit der Position der Sonne im Tages- und Jahresverlauf verändert, ist es sinnvoll, verschiedene Zeiten in die Analyse der Verschattung einzubeziehen.
Dachfläche
Prinzipiell gilt: Je größer die PV-Anlage, desto mehr Strom kann sie erzeugen. Wie groß die Anlage aber tatsächlich ausfallen kann, hängt sowohl vom persönlichen Budget als auch von der vorhandenen Dachfläche ab. Beides sollte jedoch so groß sein, dass eine Anlage installiert werden kann, mit der Sie mindestens Ihren jährlichen Strombedarf selbst decken können.
Wieviel Photovoltaik brauche ich für ein Einfamilienhaus?
Der Stromverbrauch hängt von der Anzahl der Personen ab, die in dem Haus leben, und von ihren Nutzungsgewohnheiten. Der durchschnittliche Stromverbrauch für ein Einfamilienhaus mit 2-4 Personen liegt bei 2.500 bis 5.000 kWh pro Jahr. Um wirtschaftlich rentabel zu sein, sollte die PV-Anlage mindestens 5 kWp groß sein. Bei einer Dachfläche von 5-6 m² pro kWp entspricht das einer benötigten Dachfläche von etwa 25-30 m².
Tipp: Ist eine größere Dachfläche und ausreichend Budget vorhanden, ist eine größere Anlage zu empfehlen. Diese kann einen höheren Stromertrag erzielen, von dem Sie den nicht benötigten Anteil verkaufen können. Nutzen Sie die Dachfläche komplett aus, können Sie eine maximale Rendite erzielen und einen maximal möglichen Beitrag zur Energiewende leisten.
Statik und Dachbeschaffenheit
Neben den oben genannten Grundvoraussetzungen für die Installation einer PV-Anlage ist auch die Beschaffenheit des Dachs ein wichtiger Faktor, den es bei der Planung zu berücksichtigen gilt. Hierzu gehören die Tragfähigkeit, das Material und der Zustand des Dachs im Allgemeinen.
Tragfähigkeit des Daches
Das Eigengewicht der Solarmodule und der Halterungen ist nicht zu unterschätzen. Deshalb muss vor der Anbringung überprüft werden, ob die Tragfähigkeit des Daches für dieses zusätzliche Gewicht ausreicht. Bei den meisten Häusern in Deutschland ist das der Fall, auch wenn dabei die Dachvariante eine Rolle spielt. Darüber hinaus gibt es regionale Unterschiede, die bei der statischen Überprüfung berücksichtigt werden müssen, wie zum Beispiel die ortsübliche Wind- und Schneelast. Um all diese Faktoren in die Analyse einzubeziehen, ist es ratsam, einen Statiker mit der professionellen Überprüfung der Tragfähigkeit zu beauftragen.
Dachmaterial und Zustand des Daches
Die meisten Dachmaterialien eignen sich sehr gut, um auf ihnen eine PV-Anlage zu installieren. Kein Problem ist die Installation auf Ziegel-, Metall-, Blech- oder Bitumendächern. Bei Schieferdächern und Reetdächern ist die Installation einer PV-Anlage jedoch schwieriger. Bei Schieferdächern ist die Brüchigkeit des Schiefers eine Herausforderung, bei Reetdächern die strukturelle Beschaffenheit und die erhöhte Brandgefahr. Zwar ist die Installation einer PV-Anlage auf Schiefer- und Reetdächern nicht ausgeschlossen, jedoch mit einem erheblichen Mehraufwand (und entsprechenden Mehrkosten) verbunden.
Grundsätzlich muss der Zustand des Daches gut sein – und zwar so gut, dass in den nächsten Jahren aller Voraussicht nach keine Sanierung fällig wird. Denn eine Demontage einer bereits installierten PV-Anlage ist mit hohem Zeit- und Kostenaufwand verbunden. Deshalb ist vor allem bei Altbauten eine sorgfältige Überprüfung des Dachzustands zu empfehlen. Sollte sich herausstellen, dass in naher Zukunft Sanierungsarbeiten anstehen, sollten diese auf jeden Fall zuerst durchgeführt werden, bevor die Anlage installiert wird.
Spezifische Überlegungen basierend auf Dachtypen
Je nachdem, um welchen Dachtyp es sich handelt und ob das Gebäude noch in Planung ist oder schon gebaut ist, gibt es weitere spezifische Überlegungen vor der Installation einer PV-Anlage.
Neubau
Bei Neubauten ist die Installation einer Photovoltaik-Anlage am einfachsten, denn Sie können schon vor dem Bau die Integration der Anlage in die Dachkonstruktion planen. So können Sie einerseits die Ausrichtung und Neigung des Daches zur Sonne optimieren und damit den Energieertrag maximieren und andererseits die Anlage ästhetisch in das Gebäudedesign integrieren. Auch das Dachmaterial und die Dachstruktur lassen sich entsprechend auswählen.
Altbau
Bei Bestandsbauten sind die vorhandenen Gegebenheiten zu berücksichtigen. Insbesondere bei Altbauten ist es sehr wichtig, die Dachstabilität zu kontrollieren, um sicherzustellen, dass das Dach die zusätzliche Last tragen kann und in naher Zukunft keine Sanierungsarbeiten erforderlich sind. Je nach Baujahr müssen auch die elektrischen Systeme dahingehend überprüft werden, ob sie auf die Integration einer modernen PV-Anlage ausgelegt sind.
Altbauten, die unter Denkmalschutz stehen, können zusätzliche Herausforderungen mit sich bringen. Unter Umständen sind hier spezielle Genehmigungen für die Installation der PV-Anlage nötig, die möglicherweise an die ästhetischen und historischen Merkmale des Gebäudes angepasst werden muss.
Besondere Herausforderungen
Auch verwinkelte oder zerklüftete Dachflächen stellen eine besondere Herausforderung dar, denn sie können die Installation und Verkabelung der Solarpanels komplizierter und damit auch teurer machen. Um den verfügbaren Platz optimal zu nutzen und Verschattungen durch Dachwinkel zu vermeiden, ist eine sehr sorgfältige Planung erforderlich. Oft braucht es für diese Dächer maßgeschneiderte Lösungen, damit die Solarmodule möglichst effizient angeordnet werden können. Manchmal müssen hierfür unterschiedlich große Panels eingesetzt oder die Montagesysteme angepasst werden.
Rechtliche und administrative Aspekte
Sind alle Grundvoraussetzungen erfüllt und Ihr Dach für die Installation einer Photovoltaik-Anlage geeignet, müssen bei der Planung noch weitere, zum Beispiel rechtliche und administrative Aspekte berücksichtigt werden.
Baugenehmigungen und denkmalschutzrechtliche Bedingungen
In der Regel müssen Sie für eine PV-Anlage keine Baugenehmigung einholen. Es gibt jedoch Abweichungen von der Regel, zum Beispiel können der Milieuschutz oder die örtlichen Bebauungspläne eigene Richtlinien für die Installation von PV-Anlagen enthalten, die von Bundesland zu Bundesland und Kommune zu Kommune variieren können. Um späteren Ärger mit den Behörden zu vermeiden, ist es deshalb dringend anzuraten, sich frühzeitig bei der zuständigen Stelle in Ihrer Gemeinde zu informieren.
Dies gilt insbesondere für Häuser, die unter Denkmalschutz stehen. Bei denkmalgeschützten Gebäude kann die Installation einer PV-Anlage strengen Auflagen unterliegen oder in manchen Fällen sogar untersagt sein.
Achtung: Immer dann, wenn Sie durch die Installation der PV-Anlage das Landschaftsbild verändern, zum Beispiel weil Sie einen Baum fällen lassen, um Verschattungen auf dem Dach zu verhindern, benötigen Sie hierfür eine Genehmigung.
Fördermöglichkeiten und finanzielle Unterstützung
Wer sich mit einer PV-Anlage unabhängiger vom öffentlichen Stromnetz machen und zugleich noch etwas zum Umweltschutz beitragen möchte, kann hierbei von verschiedenen Förderungen profitieren.
Zum einen erhalten Sie für den selbst erzeugten und nicht-selbstgenutzten Strom, den Sie in das öffentliche Stromnetz einspeisen, eine Einspeisevergütung. Diese liegt für Anlagen mit Eigenversorgung seit dem 1. Februar 2024 bei 8,11 Cent pro kWh bei Anlagen bis 10 kWp bzw. bei 7,03 Cent pro kWh bei Anlagen größer als 10 kWp. Falls Sie eine Anlage mit Volleinspeisung betreiben, liegt der Vergütungssatz mit 12,9 Cent bzw. 10,8 Cent pro kWh noch höher.
Zum anderen gibt es staatliche Fördermöglichkeiten. Hierzu gehören zum Beispiel zinsgünstige Kredite, die Sie bei der staatlichen Förderbank KfW für Photovoltaik-Anlagen und Stromspeicher in Anspruch nehmen können. Darüber hinaus bieten auch einige Bundesländer, Landkreise oder Städte spezielle Förderprogramme und Zuschüsse für PV-Anlagen an.
Tipp: Achten Sie unbedingt auf die zeitlichen Vorgaben bei den Förderprogrammen. In der Regel müssen die Fördermittel beantragt werden, bevor Sie die PV-Anlage kaufen bzw. installieren.
Technische Aspekte und Komponenten einer PV-Anlage
Die Photovoltaik-Anlage besteht aus verschiedenen Komponenten, die in verschiedenen Varianten erhältlich sind. Welche Varianten die besten sind, hängt von mehreren Faktoren ab, die Sie bei der Auswahl berücksichtigen sollten.
Photovoltaikmodule
Die wichtigsten Bestandteile der PV-Anlage sind die Photovoltaikmodule, auch Solarmodule genannt. Sie bestehen aus vielen einzelnen Solarzellen, die aus Halbleitermaterialien (meistens Silizium) gefertigt sind. Sie wandeln das Sonnenlicht direkt in elektrische Energie um (“photovoltaischer Effekt”).
Es gibt verschiedene Typen von Solarmodulen wie monokristalline, polykristalline und Dünnschichtmodule. Diese unterscheiden sich in ihrer Effizienz, dem Erscheinungsbild und den Kosten.
Wechselrichter
Das Herzstück jeder PV-Anlage ist der Wechselrichter. Er wandelt den von den Solarmodulen erzeugten Gleichstrom (DC) in Wechselstrom (AC) um, der dann entweder im Haushalt genutzt oder ins Stromnetz eingespeist werden kann.
Auch hier lassen sich verschiedene Arten von Wechselrichtern unterscheiden, zum Beispiel String-Wechselrichter, Mikro-Wechselrichter und Leistungsoptimierer. Welcher Typ am besten geeignet ist, hängt von der spezifischen Anlagenkonfiguration und den lokalen Bedingungen ab.
Montagesysteme und deren Anpassung an verschiedene Dachtypen
Das Montagesystem sichert die Solarmodule an ihrem Platz, ob auf dem Dach, am Boden oder an einer Fassade. Es muss stabil genug sein, um Windlasten und anderen Witterungseinflüssen sicher standzuhalten.
Montagesysteme bestehen in der Regel aus Aluminium und Edelstahl, da diese Materialien korrosionsbeständig, robust und lange haltbar sind.
Fazit
Ob das eigene Dach für eine Photovoltaik-Anlage geeignet ist, hängt von verschiedenen Faktoren ab. Von der Dachausrichtung und Neigung über die Schattenfreiheit bis hin zur zur Verfügung stehenden Dachfläche – all diese Merkmale haben einen Einfluss darauf, wie effizient und damit auch, wie rentabel eine PV-Anlage ist. Darüber hinaus sind die Beschaffenheit und Tragfähigkeit des Daches wichtige Aspekte, die vor der Installation geklärt werden müssen. Nicht zuletzt spielen auch rechtliche und administrative Voraussetzungen eine Rolle, die von Region zu Region variieren können.
Mit einer sorgfältigen Planung und Berücksichtigung aller relevanten Faktoren lässt sich jedoch in den meisten Fällen eine Lösung finden, die es Ihnen ermöglicht, die Vorteile der Solarenergie für sich zu nutzen. Letztlich trägt jede installierte Photovoltaik-Anlage dazu bei, den Übergang zu einer nachhaltigeren Energieversorgung zu beschleunigen und den ökologischen Fußabdruck zu reduzieren. Die Investition in eine PV-Anlage ist somit nicht nur eine Entscheidung für die eigene Unabhängigkeit bei der Energieversorgung, sondern auch ein wertvoller Beitrag zum globalen Klimaschutz.