Solare Dachsanierung

Auf unserer Webseite ist immer mal wieder von der “solaren Dachsanierung” die Rede, also der Möglichkeit eine Photovoltaikanlage zu installieren und sozusagen gleichzeitig das Dach zu sanieren. Was wir darunter verstehen, wie so ein Projekt ablaufen kann und warum es uns hier besonders um Flachdächer geht erfahren Sie im nachfolgenden Artikel.

Ungenutzte Dachfläche

Wenn die einzelnen Modulreihen im 30° Winkel aufgeständert werden, wird effektiv nur etwa ein Drittel der Dachfläche mit Solarmodulen belegtDer übliche Weg eine Photovoltaikanlage auf einem Flachdach zu montieren besteht in aller Regel in der Aufständerung mehrerer Solarmodulreihen nach Süden. Die einzelnen Modulreihen müssen dabei in einem gewissen Abstand zueinander aufgestellt werden, um eine gegenseitige Verschattung der Reihen zu vermeiden. Die Aufständerung der Anlage ermöglicht zwar eine optimale Ausrichtung der Solarmodule sowohl was den Neigungswinkel als auch was die Orientierung betrifft, sie hat jedoch auch einige gravierenden Nachteile. Betrachtet man z.B. den 50°Breitengrad nördlicher Breite (Höhe Frankfurt am Main) wo ein Modulneigungswinkel von ca. 34° als optimal gilt, kann man von einem Flachdach nur etwa ein Drittel des Daches zur Aufstellung der Module nutzen. Die restlichen zwei Drittel gehen für die Zwischenräume zwischen den einzelnen Modulreihen drauf, die notwendig sind um eine gegenseitige Verschattung zu vermeiden. Gänzlich vermeiden lässt sich diese gegenseitige Verschattung natürlich niemals.   Man wählt daher in der Regel einen Kompromiss in dem man die Modulreihen so weit auseinander stellt, dass am Tag des niedrigsten Sonnenstandes – dem 21.Dezember – Mittags um 12:00 Uhr gerade keine gegenseitige Verschattung stattfindet. Der Höhenwinkel unter dem die Sonne zu diesem Zeitpunkt über dem Horizont steht beträgt am 50. Breitengrad 16,5°. Ist man weiter im Süden wird der Winkel größer, ist man weiter nördlich wird der Winkel noch kleiner und die Sonne steht noch tiefer über dem Horizont. Wenn man die Module in einem flacheren Winkel als den optimalen 34° gen Süden neigt, kann man natürlich auch die Abstände zwischen den Modulreihen verringern, erntet jedoch pro m² Solarmodulfläche eine geringere Strommenge. Der Unterschied zwischen einem optimalen Neigungswinkel von 34° und einem Winkel von nur 8° beträgt jedoch gerade einmal 7%. Das bedeutet, dass man z.B. durch die Verringerung der Neigung statt 950 kWh/kWp nur 880 kWh/kWp ernten kann.

 

Große Lasten oder Löcher im Dach
Photovoltaikanlage mit Beschwerungssteinen auf das Dach gestelltEin weiterer Nachteil einer aufgeständerten Photovoltaikanlage auf einem Flachdach ist die Windlast, die an den Modulen angreifen kann. Es gibt hier verschiedene Möglichkeiten diesem Problem zu begegnen. Zum einen werden die Anlagen oft einfach auf das Flachdach draufgestellt und mit entsprechenden Gewichtslasten beschwert. Die notwendigen Lasten sind – abhängig von der jeweiligen Windlastzone und der Höhe des Gebäudes – jedoch oft so groß, dass Sie die statische Belastbarkeit des Daches überfordern. Systeme mit Windabweisblechen, die aerodynamisch geformt sind schaffen hier seit einiger Zeit Abhilfe. Wenn diese Lösungen nicht machbar sind bleibt nur der Weg, die Anlage am Dach zu befestigen, dass heißt die Dachhaut an vielen Stellen zu durchdringen. Wer Flachdächer kennt, weiß, dass dies keine optimale Lösung ist, da jede Dachdurchdringung eine potenzielle spätere Fehlstelle ist, an der es zu Undichtigkeiten kommen kann. Davon abgesehen müssen die meist metallischen Befestigungen die Wärmedämmung des Daches durchdringen und stellen potenzielle Wärmebrücken dar.

Photovoltaikanlage die direkt am Flachdach befestigt wurde

In beiden Fällen, dass heißt sowohl bei der Beschwerungslösung als auch bei der Befestigungslösung muss man vor der Installation der Photovoltaikanlage sicher sein, dass das Flachdach die nächsten 30 Jahre unbeschadet übersteht, denn so lange soll eine PV-Anlage ja halten oder den zwischenzeitlichen Ab- und Wiederaufbau der Anlage bereits bei der Wirtschaftlichkeitsbetrachtung mit ins Kalkül ziehen.

In einigen Fällen geht es auch besser…

solare Dachsanierung auf der Fahrzeughalle der Stadtwerke Rüsselsheim

Aus vielen Jahren leidvoller Erfahrung mit dem Thema “Photovoltaikanlagen auf Flachdächern” haben wir uns irgendwann die Frage gestellt, ob es nicht bessere Lösungen gibt als eine Solarstromanlage einfach nachträglich auf ein Flachdach aufzuständern ? Um es vorweg zu nehmen. Für viele Flachdächer gibt es diese Lösungen sicherlich nicht oder nur bei erheblichem Mehraufwand und man muss weiterhin den besten Kompromiss suchen. Für viele – vor allem kleinere – Flachdächer bietet sich jedoch eine interessante Alternative. Vor allem, wenn das Dach ohnehin sanierungsbedürftig ist und man zeitgleich mit  dem Gedanken an eine Photovoltaikanlage spielt. Bei der von uns vorgeschlagenen und bereits mehrfach umgesetzten Lösung wird einfach ein Kompromiss geschlossen, zwischen den Anforderungen an eine optimale undichtes Flachdach vor der SanierungPhotovoltaikanlage – mit einem Neigungswinkel von 30° nach Süden – und denen an ein optimales Dach – das dicht sein und möglichst wenig Wärme passieren lassen sollte. Ein optimales Flachdach ist aus unserer Sicht kein Flachdach sondern ein leicht geneigtes Schrägdach. Wie stark die Neigung ist, ist dabei immer ein Kompromiss zwischen der Erhöhung des Energieertrages der Photovoltaikanlage und dem Aufwand bei der Realisierung des Dachaufbaus.  In der Regel liegen die Neigungswinkel unserer Pultdächer zwischen 8° und 15°. Der Ertrag der Solarmodule wird dadurch um höchstens 7% verringert, die Anzahl der Module wird jedoch gegenüber einer Flachdachaufständerung fast verdreifacht. Die gesamte Strommenge die man auf diese Weise auf seinem Dach ernten kann erhöht sich dadurch um den Faktor 0,93*3 = 2,79. Insbesondere wenn man unter dem Dach viel Strom verbraucht ist dies sicherlich ein zusätzliches Argument für diese Lösung.

Der Dachaufbau wird entweder durch eine Stahl- oder eine Holzkonstruktion realisiert. Der entstehende Zwischenraum kann für eine Wärmedämmung  genutzt werden und damit zusätzlich Energie im Gebäude einsparen.

Wärmedämmung unter dem Solarpultdach

Welche Rolle spielt das Photovoltaikbuero ?

Bei einer “solaren Flachdachsanierung” übernehmen wir die komplette Planung der Dachunterkonstruktion inkl. der notwendigen Statik, die wir durch ein Bauingenieurbüro unseres Vertrauens ausführen lassen. Falls ein Bauantrag für die Maßnahme notwendig ist, können wir diese Formalitäten ebenfalls übernehmen. Wir planen auf Wunsch ebenfalls die gesamte Photovoltaikanlage inkl. Netzvoranfrage Systemauslegung etc. und können die Leistungen bei Bedarf ausschreiben. Gerne empfehlen wir aber auch die Firmen weiter, die bereits Solar-Pultdächer mit uns realisiert haben. Die Bauleitung und Bauabnahme kann natürlich ebenfalls von uns übernommen werden.

Flachdach nach der solaren Dachsanierung

Die Kosten

Falls Sie den Eindruck gewonnen haben, das sehe zwar alles ganz gut aus, koste allerdings ein vielfaches einer konventionellen Dachsanierung mit einer anschließend klassisch aufgeständerten Photovoltaikanlage, machen wir Ihnen gerne eine Machbarkeitsanalyse, um die Situation in Ihrem individuellen Fall zu prüfen. Wenn die Rahmenbedingungen stimmen, kann man die Gesamtmaßnahme inkl. unseres Planungshonorars kostengünstiger realisieren als die konventionelle Variante. Die Maßnahme lohnt sich jedoch grundsätzlich nur dann, wenn eine Dachsanierung ohnehin notwendig ist und die dafür anfallenden Kosten mit berücksichtigt werden.

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Kommentare

  1. Wenn man ein solche Solaranlage nicht selber finanzieren kann, kann man auch sein Dach an Investoren für Solaranlagen verpachten. Meist bekommt man ca. 5% der jährlichen Einspeisevergütung als Pacht ohne selber irgendwelche Kosten zu haben. Nicht so lukrativ wie selber eine Anlage besitzen, aber doch besser als das Dach ungenutzt zu lassen. Auf Dachbörsen, wie http://www.sonnen-gaertner.de kann man sein Dach kostenlos Investoren präsentieren.

  2. Klingt einfach, logisch und nachvollziebar. Leider wurde in dem hier gezeigten Beispiel nicht auf den zusätzlichen Verlust durch die erhöhte Modultemperatur der sehr flach auf dem Trapezblech liegenden Module hingewiesen, die vermutlich sicherlich eine größere Ertragsdifferenz ( in diesem Beispiel ) als 7% ergeben wird. Sonst finde ich diesen Film und die verständlichen Erklärungen “sehr gut”.

  3. Sehr geehrter Herr Wedler,

    klar ist der Wirkungsgrad kristalliner Zellen temperaturabhängig und die Module werden etwas wärmer als bei einer freien Aufständerung. Ich habe mal vor einiger Zeit Untersuchungen mit einer Thermographiekamera gemacht und an einem sehr heißen Sommertag eine um nur 6-10° höhere Modultemperatur der flach liegenden Module feststellen können. Bei den im Video gezeigten Anlagen wurde stets ein Blech mit mindestens 5cm Sickenhöhe verwendet, so dass noch ein ausreichender Luftraum zur Abführung der Wärme vorhanden ist. Ich glaube – ohne es wissenschaftlich beweisen zu können – das der Temperatureffekt bei Indachanlagen allgemein überschätzt wird.
    Gruß pvbuero

  4. Guten Tag,
    vielen Dank für Ihre Informationen zum Thema der solaren Flachdachsanierung.
    Es ist genau das, was wir gesucht haben. Inzwischen haben wir das Flachdach saniert UND auch noch mit einer Solaranlage versehen lassen. Fantastisch! Hoffen wir, dass es weiterhin lange hält.

    1. In unseren Breiten (50°nördliche Breite) erhält man den maximalen Stromertrag bei einer Neigung von ca. 34° (Süd). Das macht heute aber niemand mehr, da die Preise für PV-Module in den letzten Jahren deutlich gefallen sind. Man verzichtet daher auf den Maximalertrag pro Fläche und installiert dafür mehr Fläche.
      Bei flacheren Neigungen hat man weniger Windangriffsfläche und dadurch günstigere Unterkonstruktionen. Es gilt allerdings auch die Regel: Je flacher die Neigung, desto geringer der Selbstreinigungseffekt. Mittlerweile werden die Module typischerweise zwischen 10° und 15° aufgeständert. Bei einer solaren Dachsanierung würde ich ein Satteldach mit 7°-10° Neigung aufbauen. Man bekommt dadurch eine hohe Belegungsdichte. Aber bitte bitte nicht die Wartungsgänge vergessen. Die werden (auch wenn immer wieder etwas anderes behauptet wird) auf jeden Fall gebraucht.
      Matthias Diehl pvBuero

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