Photovoltaikanlagen sind für viele verschiedene Dachformen geeignet. In der Industrie ist das Flachdach am gebräuchlichsten. Photovoltaikanlagen werden in der Regel aufgeständert; dies ermöglicht ein Höchstmaß an Modularität und Flexibilität bei der Anlagengestaltung. Logistikhallen, Lagerhallen und andere Industriegebäude eignen sich besonders gut für Photovoltaikanlagen, da sie eine prädestinierte Fläche für die Montage von Modulen. Außerdem entsteht ein Großteil des Strombedarf während dem Tag, also genau dann, wenn auch die PV-Anlage Strom produziert, der dann direkt verbraucht werden kann. Allerdings muss die Installation einer Flachdach-PV-Anlage gut durchdacht und professionell ausgeführt werden. Was es dabei zu beachten gilt, erfahren Sie hier.
Ein Flachdach ohne Photovoltaik ist eine ungenutzte Energieflächen
Flachdächer sind oft die kostengünstigste Option für die Überdachung großer Hallen in Industriegebäuden. Über Lichtkuppeln oder Lichtbänder kann einfach Tageslicht in die Halle gelangen und auch Belüftungssysteme können integriert werden. Auch für Photovoltaikanlagen zur Eigenstromerzeugung sind Flachdächer ideal. Dieser Aspekt wird für Unternehmen gerade in Zeiten zunehmender Energiepreise immer wichtiger. Mit Solarsystemen auf Flachdächern von Lagerhallen oder Produktionsgebäuden können sie kostengünstig und umweltfreundlich ihren eigenen Strom erzeugen. Je größer die Dachfläche, desto mehr Module finden Platz und desto mehr Solarstrom wird produziert. Außerdem kann die Montage meist ohne Baugerüst durchgeführt werden.
Der Stromertrag ist abhängig von der Ausrichtung und vom Aufstellwinkel
Das typische Bild einer Photovoltaikanlage ist das einer Anlage auf einem Schrägdach. Solarmodule können jedoch auch auf Flachdächern installiert werden - und können sogar mehr Strom pro Modul liefern als auf einem Schrägdach. Die Ausrichtung und der Neigungswinkel sind bei beiden Anlagentypen entscheidend, können aber bei Flachdachanlagen auf ähnliche Weise beeinflusst werden.
Der Sonnenstand im Laufe des Jahres
Der Ertrag von Solarmodulen ist am größten, wenn das Sonnenlicht im 90° Winkel auf das PV-Modul trifft. Allerdings ändert sich der Stand der Sonne im Laufe des Jahres: In Deutschland steht sie in den Sommermonaten etwa 60 Grad über dem Horizont und in den Wintermonaten sind es nur etwa 15 Grad. Bei Anlagen auf Schrägdächern gibt es normalerweise keine Möglichkeit, dies durch eine Anpassung des Neigungswinkels weiter zu beeinflussen, da der Winkel durch das Dach vorgegeben ist.
Die Ausrichtung und der Neigungswinkel
Die Ausrichtung und der Neigungswinkel einer Solaranlage können sich auf ihren elektrischen Ertrag auswirken. Der höchste spezifische Ertrag wird bei einer Südausrichtung ohne Verschattung erzielt, bei der die Module in einem Winkel von 30 bis 35 Grad (je nach dem genauen Standort) aufgestellt werden. Bei einem Schrägdach ist der Neigungswinkel meist durch das Dach vorgegeben und kann nicht beeinflusst werden. Anders verhält es sich bei der Solaranlage auf einem Flachdach: Hier werden die Module auf einem Montagesystem installiert, das es ermöglicht, den Reihenabstand und die Ausrichtung flexibel anzupassen, um den bestmöglichen Ertrag zu erzielen. Ein weiterer Vorteil der Aufständerung: Die Solarmodule reinigen sich selbst, weil Regen leicht abfließen kann.
Die Ost-West-Ausrichtung
Die Südausrichtung mit einer Neigung von 30-35 Grad hat einen entscheidenden Nachteil: Es muss ein größerer Abstand zwischen den Modulreihen eingehalten werden, damit es zu keiner Verschattung und damit zu keinen Ertragseinbußen kommt. Eine Ost-West-Ausrichtung mit ca. 10 Grad hat dagegen den Vorteil, dass sich der Ertrag gleichmäßiger über den Tag verteilt und damit den Eigenverbrauch meist besser deckt. Dieser Winkel ist flach genug, um die Verschattung zu minimieren und die oben beschriebene Selbstreinigung von Regen und Schnee aufrechtzuerhalten - auch wenn dies zu geringeren Erträgen pro Modul führt als bei der Südausrichtung. Aber da die Module dichter auf der Dachfläche platziert werden können, ist es möglich, dort mehr Module zu platzieren als bei der oben beschriebenen Südausrichtung, wodurch der Gesamtertrag erheblich erhöht wird. Auf dem Bild ist links ein Ost-West-System und rechts eine nach Süden ausgerichtete Anlage zu sehen. Zu erkennen ist, dass beim Ost-West-System mehr Module installiert werden konnten.
Die Module können auch ohne Aufständerung, d.h. flach auf dem Dach installiert werden. Diese Methode wird insbesondere bei flachen Trapezblechen angewendet (siehe unten). Bei null bis wenigen Grad Neigung bringt eine Solaranlage einen geringeren Ertrag als eine aufgeständerte Anlage, so dass mehr Module benötigt werden, um die Leistung einer aufgeständerten PV-Anlage zu erreichen. Dieser Nachteil kann mit besonders leistungsstarken Solarmodulen zumindest zum Teil ausgeglichen werden.
Die Dachfläche auf die Eignung für Photovoltaik überprüfen
Die Planung einer Solaranlage auf einem Flachdach erfordert sorgfältige Prüfungen. Wenn das Unternehmen nicht genau weiß, ob das Flachdach für Photovoltaik geeignet ist, sind insbesondere die folgenden Faktoren zu untersuchen:
- Die Traglastreserven: Unsere Solarsystem für das Flachdach benötigt ca. 14 kg pro m². Bei hohen Gebäuden oder besonderen Windzonen wird das System zusätzlich beschwert, in der Fachsprache spricht man von Ballastierung. Gerne unterstützen wir Sie mit ausgewiesenen Experten aus unserem Netzwerk bei der genauen Statikanalyse Ihres Dachs.
- Das Dachsystem: Solaranlagen lassen sich auf fast allen Dachhäuten installieren. Die Ausnahme ist Eternit mit Asbest. Hier empfehlen wir vorher das Dach bspw. mit einem Trapezblech zu sanieren. Für Dachabdichtungen wir Bitumen, Folie, Begrünung und das bereits genannte Trapezblech, gibt es bewährte Montagesysteme. Zum Zustand der Dachhaut befragen Sie am besten einen unabhängigen Experten. Reparaturen an der Dachhaut sind übrigens durch eine lokale Demontage der Photovoltaikanlage einfach möglich.
- Das Dämmmaterial: Wie für genutzte Dachflächen vorgeschrieben, muss die Dämmung eine entsprechende Druckbelastbarkeit aufweisen. Auch hier befragen Sie im Zweifel am besten einen unabhängigen Experten.
So werden Photovoltaikanlagen auf dem Flachdach montiert
Im Kern gibt es zwei Arten der Befestigung von PV-Anlagen auf dem Flachdach.
- Die PV-Anlage wird auf die Dachhaut aufgelegt, nicht verschraubt. Insbesondere bei Bitumen, Folie und Begrünung ist eine Dachdurchdringung zu vermeiden. Bauaufsichtlich zugelassene Systeme sind aerodynamisch so entwickelt worden, dass sie ohne Verschraubung auf der Dachhaut verbleiben – selbst bei einem starken Orkan. Qualitätssysteme erkennen Sie daran, dass auf Module und Unterkonstruktion im Verbund eine Kombi-Garantie gegeben wird. Wie oben beschrieben, wird genau analysiert, ob eine zusätzliche Ballastierung erfolgen muss. Um die Dachhaut zu schützen, befindet sich unter der Unterkonstruktion eine Bautenschutzmatte, die zusätzlich mit einer Aluminiumkaschierung ausgestattet werden kann, um eine chemische Reaktion mit der Folie zu verhindern. Die Aufständerung führt zu einer besseren Belüftung und damit Kühlung der Module, wodurch der Ertrag gesteigert wird. Laub und Schnee verbleiben etwas länger auf den Modulen, als bei einer dachparallelen Montage. Durch Revisionsgänge ist eine Wartung oder Reinigung jedoch leicht zu realisieren.
- Die Verschraubung der Unterkonstruktion mit dem Dach. Bei Stehfalz-, Trapezblech- und Sandwichelementen wird die Unterkonstruktion fest verschraubt. Durch die Verschraubung wird die Unterkonstruktion fest auf der Dachhaut verankert. Diese Verschraubung muss unbedingt von erfahrenen Solateuren mit hochwertigem Material durchgeführt werden, um die entstehenden Verschraubungen fachgerecht zu verschließen.
Zusätzliche Sicherungen für aufgeständerte PV-Anlagen auf steileren Flachdächern
Der Raupeneffekt bezeichnet einen Effekt, der installierte PV-Anlagen betreffen kann. Der Effekt entsteht durch das minimale Zusammenziehen der Schiene bei kalten Temperaturen und durch das Ausdehnen bei warmen Temperaturen. Durch diese minimale Bewegung in Kombination mit stärkeren Dachneigungen, können ungesicherte Photovoltaikanlagen mit der Zeit ihre ursprüngliche Position verlassen. Hier ist es wichtig, die PV-Anlage professionell gegen den Raupeneffekt durch Befestigungs- oder Stützmaßnahmen zu stützen.
Für eine Photovoltaikanlage muss kein Blitzschutzsystem installiert werden. Wurde auf dem Dach bereits ein Blitzschutzsystem installiert, wird die PV-Anlage in das Blitzschutzsystem integriert. Die Unterkonstruktion ist blitzschutzleitfähig. Gemeinsam mit Ihrem Blitzschutzbauer wird die Anlage in das System integriert.
Photovoltaik auf einem Gründach
Auf einem Flachdach mit Begrünung ist es ebenfalls möglich eine Photovoltaikanlage zu installieren. Eine Kombination bietet sogar Vorteile: Die Begrünung führt zu einer weniger starken Erhitzung der Dachfläche. Die oft niedrigwüchsigen Pflanzen sorgen sogar dafür, dass sich die Module weniger stark erhitzen, wodurch der Stromertrag vergleichsweise höher ausfällt. Zum Schutz der Module vor Verschattung durch Pflanzen, gibt es Möglichkeiten, zu denen wir Sie gerne beraten.
Die Vor- und Nachteile einer PV-Anlage auf dem Flachdach in der Zusammenfassung
Pro
Contra
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Die revotec energy ist Experte für die Planung und Realisierung von PV-Dachanlagen auf Produktions- und Logistikhallen. Das Unternehmen bietet Planungs-, Engineering- und Installationsleistungen für Kunden aus Industrie, Handel und Gewerbe. Revotec energy hat mehrere hundert PV-Anlagen auf Flachdächern installiert und weiß um die Besonderheiten, die hier gelten. Hohe Sicherheit und maximaler Ertrag, sowie Effizienz und Langlebigkeit der Photovoltaikanlage und der Dacheindeckung stehen für das Unternehmen an erster Stelle.