Photovoltaik und Flachdach – geht das zusammen?

Das sollte man zu Photovoltaikanlagen auf Flachdächern wissen

Für den Ertrag, den Photovoltaikanlagen (PV-Anlagen) liefern, spielen neben der Größe der einzelnen Anlagen auch die Ausrichtung und der Neigungswinkel ihrer Solarmodule eine Rolle. Beides ist in der Regel durch das Dach vorgegeben, auf dem eine Anlage montiert werden soll. Anders bei einer Photovoltaikanlage, die auf einem Flachdach errichtet werden soll: Dabei lassen sich mithilfe von Aufständerungen Ausrichtung und Neigungswinkel der Module flexibel bestimmen.

Die Vorzüge einer PV-Anlage auf einem Flachdach

Eine Photovoltaikanlage liefert dann den größten Ertrag, wenn das Sonnenlicht im rechten Winkel auf die Solarmodule trifft. Da der Sonnenstand sich im Laufe des Tages sowie im Laufe des Jahres verändert, die Module aber in aller Regel fest montiert werden, lässt sich nur mithilfe von Durchschnittswerten die ideale Ausrichtung an einem bestimmten Standort ermitteln. Der ideale Neigungswinkel liegt in Deutschland bei einer möglichst südlichen Dachausrichtung bei etwa 30° bis 35° – geringfügige Abweichungen sind ohne große Verluste möglich.

Häufig wird für eine PV-Anlage auf einem Flachdach statt einer südlichen eine Ost-West-Ausrichtung gewählt. In Kombination mit einem weniger steilen Neigungswinkel lassen sich so über den Tag insgesamt mehr Sonnenstunden bei niedrigerer Lichtintensität nutzen, sodass über einen längeren Zeitraum Strom zur Verfügung steht. Auch auf den PV-Stromertrag im Winter wirkt sich ein geringerer Neigungswinkel positiv aus.

Die Aufständerungen, die bei Photovoltaikanlagen auf Flachdächern zum Einsatz kommen, lassen außerdem eine gute Belüftung und damit Kühlung der Solarmodule zu. So erreicht die Anlage leichter den optimalen Wirkungsgrad einer PV-Anlage, was wiederum zur Ertragssteigerung beiträgt.

Nicht zuletzt gehen die Reinigung und Wartung einer PV-Anlage auf einem Flachdach einfacher vonstatten, da die Anlage besonders gut von allen Seiten zugänglich ist. Für die Installation wird meist kein Baugerüst gebraucht, sodass die Kosten für die Montage meist niedriger ausfallen als bei der Anbringung von Solarmodulen auf Schrägdächern. Dafür fallen die Materialkosten für die Befestigung normalerweise höher aus.

Einschränkungen bei Flachdach-PV-Anlagen

Um den idealen Neigungswinkel herstellen zu können, wird bei Photovoltaikanlagen auf Flachdächern mit Aufständerungen gearbeitet. Bei der Montage auf Schrägdächern sind sie nur bedingt notwendig. Für Flachdach-PV-Anlagen fallen daher höhere Materialkosten an.

Zudem könnte die Reinigung der PV-Anlage auf einem Flachdach öfter erforderlich sein: Je nach Neigungswinkel werden Verschmutzungen (wie etwa durch Laub) oder Schnee nicht so gut von den Solarpanels abgewiesen, wie es bei einem Schrägdach der Fall ist. Dabei ist weniger die (Schnee-)Last das Problem als vielmehr der Umstand, dass Solarmodule nur Strom erzeugen können, wenn sie der Sonnenstrahlung ausgesetzt sind. Manche Solarmodule sind daher mit einer integrierten Heizung ausgestattet, dank derer sich Schnee und Eis abschmelzen lassen.

Befestigung von Photovoltaikanlagen auf Flachdächern

Eine Photovoltaikanlage kann auf einem Flachdach entweder mit oder ohne Dachdurchdringung angebracht werden.

Montage von Photovoltaikanlagen auf einem Flachdach mit Dachdurchdringung

Bei einer sogenannten Dachdurchdringung wird ein Bauteil, beispielsweise eine Stütze oder auch ein Anschlusskabel, durch die Dachfläche geführt. Im Falle der Befestigung einer Photovoltaikanlage auf einem Flachdach kann es sich dabei beispielsweise um lange Schrauben handeln, welche die Photovoltaikmodul-Aufständerung fest mit dem Gebäude verankern.

Bei dieser Art der Befestigung werden die Solarmodule auf dem Flachdach sturm- und rutschsicher fixiert. Zusätzlich können dank der stabileren Verbindung auch steilere Neigungswinkel für die Panels gewählt werden, da die Module einem höheren Windwiderstand trotzen können.

Andererseits wird bei der Dachdurchdringung notwendigerweise die sogenannte Dachhaut durchstoßen, die sowohl Teil der Wärmedämmung ist, als auch Schutz vor eindringendem Wasser bietet. Sie muss daher zwingend fachmännisch abgedichtet werden.

Auch auf die Statik des Daches kann sich eine Dachdurchdringung auswirken. Es müssen daher genaue Berechnungen von einem Fachmann vorgenommen werden. Abdichtungsarbeiten und Berechnungen können durchaus ins Geld gehen.

Aus diesem Grund haben die Hersteller von Photovoltaikanlagen unterschiedliche PV-Unterkonstruktionen entwickelt, die einem Flachdach gerecht werden, ohne dass eine Dachdurchdringung notwendig wäre.

Montagesysteme für Flachdach-PV-Anlagen ohne Dachdurchdringung

Die Befestigung einer PV-Anlage auf einem Flachdach ist per PV-Unterkonstruktion auch ohne die Beschädigung der Dachhaut möglich. Die Unterkonstruktion verbindet zum einen die Solarmodule miteinander, sodass sie insgesamt stabiler stehen. Zum anderen kommen zusätzliche Gewichte als Beschwerung zum Einsatz. Es kann sich dabei beispielsweise um Steine oder Fliesen handeln. Sie werden in mit der Photovoltaikanlagen-Aufständerung verbundenen Solarwannen oder auf Windblechen platziert. Windbleche verringern zudem die Gefahr, dass die Anlage durch Wind, der unter die Module fährt, aus der Verankerung gerissen wird.

Aufgrund aerodynamischer Optimierungen bei den Aufständerungen (dank derer der Wind weniger stark angreift) und stetiger Materialoptimierungen sind die Montagesysteme von PV-Flachdachanlagen mittlerweile so leicht geworden, dass Photovoltaik auch auf vielen Flachdächern mit geringerer Dachlast zu einer Option geworden ist. Genaue Berechnungen bleiben allerdings unerlässlich, beispielsweise auch um eine Schädigung der Dachhaut aufgrund punktueller Belastungen (etwa durch Stützen) auszuschließen.

Bei der Aufständerung einer PV-Anlage auf einem Flachdach ist außerdem die sogenannte Windlastzone des Standorts zu berücksichtigen. Deutschland ist in vier Windlastzonen unterteilt, die sich sowohl hinsichtlich Windgeschwindigkeit als auch in Hinsicht auf den Geschwindigkeitsdruck unterscheiden. Welches Montagesystem für eine Flachdach-PV-Anlage angemessen ist, hängt also von der Windlastzone am konkreten Standort ab. Ähnlich verhält es sich mit der Schneelastzone, welche den in verschiedenen Regionen zu erwartenden Schneefall widerspiegelt.

Die Errichtung einer modernen Photovoltaikanlage auf einem Flachdach mithilfe einer PV-Unterkonstruktion, die auf Gewichte setzt, lässt sich nicht nur im Vergleich zur Montage per Dachdurchdringung leicht, schnell und dadurch kostengünstig durchführen.