DDH Dachwissen PV
Hilfreiche Arbeitsanleitungen beim Einbau von Solar-Anlagen liefert DDH Dachwissen. (Quelle: DDH)

Solar

11. November 2022 | Teilen auf:

DDH Dachwissen: PV auf dem Steildach

In politisch schwierigen Zeiten wünschen sich viele Bauherren mehr Unabhängigkeit. PV-Anlagen sind gefragte Kraftwerke auf dem Dach. Doch wie kommen die Module aufs Dach und was müssen Dachdecker*innen bei der Installation beachten?
Unser DDH Dachwissen liefert die wichtigsten Fakten.

Photovoltaik Check-up

Unter Photovoltaik versteht man, Sonnenlicht mittels Halbleitertechnik in Strom umzuwandeln. Bei der Planung einer PV-Anlage spielen zunächst die Ausrichtung und die verfügbare Fläche des Daches eine wichtige Rolle. Anhand dieser Daten ist dann eine Modulart zu wählen, die die beste Preis-/Leistungs-Bilanz für das Objekt aufweist. Bei Installation einer PV-Anlage wird zusätzliches
Gewicht auf die Dachfläche aufgebracht, sodass vor der Montage zunächst die statischen Voraussetzungen des Gebäudes ermittelt werden müssen. Erst wenn eine statische Berechnung bzw. die Freigabe für die geplante Anlage vorliegt, kann mit der Montage begonnen werden.

  • Wie viel m2 Dachfläche stehen für die Anlage zur Verfügung?
  • Welche Ausrichtung weist die vorhandene Dachfläche auf?
  • Wo und wie wird die Unterkonstruktion der PV-Anlage befestigt?
  • Muss der Dachstuhl ggf. vorab verstärkt werden?

Welche Arten von Solardächern kommen für ein Steildach infrage?

Hier wird grob in zwei Sparten unterschieden:

  • Indachsysteme: Beschreiben Systeme, bei denen die Solarmodule den Deckwerkstoff darstellen und auch die Regensicherheit leisten.
    Bestehen diese aus einer Art ziegelförmiger Eindeckung, ist die Windsogsicherung wie bei einer normalen Ziegeleindeckung vorzunehmen.
  • Aufdachsysteme: Sie werden über der Bedachung auf einer Schienen-Unterkonstruktion aus Aluminium verlegt und sind in der Praxis noch
    immer am häufigsten anzutreffen.
Photovoltaik-Indachanlage; PV-Dachziegel Steildach
Photovoltaik-Indachanlage auf Steildach (Quelle: Autarq GmbH, Prenzlau)
Photovoltaik-Anlage auf Steildach; Dachfenster; rote Dachziegel
PV-Aufdachanlage Steildach (Quelle: Lars Gieger/stock.adobe.com (#374479430))

Worin unterscheiden sich die verschiedenen Modularten?

Monokristalline Silizium-Module

Solarmodule aus monokristallinen Solarzellen haben eine dunkelblaue bis schwärzliche Färbung und wirken sehr glatt und eben. Monokristalline Module sind teurer als polykristalline Varianten, dafür weisen diese Solarzellen auch weitaus höhere Wirkungsgrade auf. Sie sind die derzeit gängigsten Module.

Polykristalline Silizium-Module

Polykristalline Module haben einen geringeren Wirkungsgrad als monokristalline Solarzellen, sind jedoch deutlich preiswerter. Polykristalline Solarmodule sind die am häufigsten installierten PV-Module. Charakteristisch ist die bläuliche Kristallstruktur, welche die polykristallinen Solarmodule der Photovoltaikanlage bei Sonneneinstrahlung stark reflektieren lässt.

Amorphe Silizium-Module

Eine amorphe Solarzelle ist durch eine ungeordnete und nichtkristalline Struktur gekennzeichnet. Bei der Herstellung wird gasförmiges Silan (Silizium-Wasserstoff-Verbindung) auf einen Trägerstoff aufgedampft. Dadurch erhalten
amorphe Solarzellen ihre rötlich-braune oder schwarze Farbe. Wegen ihrer dünnen Siliziumschicht werden sie auch als Dünnschichtzellen bezeichnet.
Im Gegensatz zu kristallinen Solarzellen haben amorphe Solarzellen einen
niedrigeren Wirkungsgrad. Dafür sind sie bei diffusem Licht oder Streulicht
effizienter.
Zu Beginn besitzt die amorphe Solarzelle noch eine bis zu 25 % höhere Leistung als auf dem Datenblatt angegeben. Diese nimmt durch eine Zunahme der sog. Defektdichte dann langsam ab und stabilisiert sich nach ca. einem Jahr.

Welchen Abstand muss die PV-Anlage zur Bedachung haben?

Bei Ziegel- sowie Metalldächern beträgt dieser Abstand mindestens 60 mm und gilt ab der wasserführenden Ebene der Eindeckung.

Abstand PV-Anlage von Bedachung bei Steildach
Regelwerk Dach, Merkblatt Solar (Quelle: ZVDH e.V., Köln)
PV-Modul-Abstand zur Bedachung
Abstand PV-Anlage zu Dachhaut (Quelle: DDH)

Wie kommen die Module aufs Dach?

PV-Module sind meist ca. 1,00 m x 1,70 m groß, somit ein guter Windfang. Aus diesem Grund sollten sie möglichst nicht einzeln aufs Dach getragen werden. Die Module können rutschfest auf einem Lastenaufzug transportiert oder mit einem Kran auf eine Lagerfläche in Nähe des Montageortes gehoben werden. Die Module sind empfindlich und müssen vorsichtig gehandhabt und eben
gelagert werden.

Lastenaufzug für PV-Module auf Rollen
Lastenaufzug für PV-Module (Quelle: DDH)

Was muss in Bezug auf die Windsogsicherung
beachtet werden?

Windsog und zusätzliches Gewicht bei PV-Aufdachanlage
Quelle: DDH
  • Die Sparren, an denen die Halter für die Unterkonstruktion befestigt
    werden, sind auf Kernigkeit zu prüfen.
  • Arbeitsgeräte verwenden, die die Schrauben in der Torsion nicht
    beschädigen, hier bieten sich z. B. Akku-Schlagschrauber an.
  • Zur Befestigung am Halter Edelstahl-Schrauben verwenden. Geeignete Längen werden vorgegeben, an die sich ausdrücklich zu halten ist.
  • Jeder Halter weist zwei Schraubenreihen auf. Im Sinne einer Hebelwirkung ist immer die Reihe auszuwählen, die den größten Halt bietet.
  • Alternativ bieten viele Dachziegel/-stein-Hersteller passend zum
    vorhandenen Deckmaterial sog. Grundelemente mit integrierbaren Solarhaltern an. Diese
    ermöglichen eine optimale
    Verankerung der PV-Unterkonstruktion und bieten höchste
    Sicherheit .
Dachhaken zur Montage von Photovoltaik-Aufdachanlagen
Dachhaken für Photovoltaik-Aufdachmontage (Quelle: DDH)

Wie ist die PV-Anlage korrekt auszurichten?

Die optimale Ausrichtung der PV-Anlage erfolgt über die Berechnung der Abweichung vom sog. (Süd-)Azimutwinkel, der mit 0° die geografisch optimale Südausrichtung bezeichnet. Aber auch eine Ost-West-Ausrichtung liefert über den Tag verteilt gute Erträge. Je nach vorliegender Ausrichtung der Dachfläche ist her die bestmögliche Wahl zu treffen. Pluswerte der Winkel deuten dabei auf eine Westausrichtung hin, Minuswerte weisen in Richtung Osten. Neben dem Azimut spielt der Neigungs- oder Elevationswinkel eine wichtige Rolle.
In Deutschland gilt eine Dachneigung von 30° bis 35° als Optimum für den
Ertrag der PV-Anlage.

Azimutwinkel Photovoltaik
Azimutwinkel Photovoltaik (Quelle: DDH)
Azimut- und Elevationswinkel Photovoltaik
Quelle: DDH

Was kann die Leistung der Anlage
beeinträchtigen?

  • Verschmutzung der PV-Module
  • Verschattungen durch Bäume, andere Dachflächen, höherliegende
    Häuser etc.
  • zu wenig Sonneneinstrahlung, z. B. durch Luftverschmutzung

Wartungswege/Randbereiche

Rund um die Anlage sind Ortgang-, Trauf- und Firstbereiche freizuhalten, um für Wartungen oder Reparaturarbeiten eine Dachbegehung zu ermöglichen.
Wartungen der Anlage sind wichtig, da u.a. die Befestigung der Kabel
regelmäßig überprüft werden sollte. Bei frei hängender Verkabelung besteht erhöhte Brandgefahr, die es in jedem Fall zu vermeiden gilt. Mit Blick auf die Arbeitssicherheit ist es zudem sinnvoll, Wartungswege weniger an Ortgängen, sondern alternativ zwischen den Modulen anzuordnen.

PV-Module auf Steildach mit Wartungswegen zwischen den Modulen
Wartungswege zwischen PV-Modulen auf Steildach (Quelle: DDH)

Wie viele PV-Module werden z. B. für eine
Wärmepumpe oder für die Ladung eines E-Autos benötigt?

Zur Beantwortung dieser üblichen Kundenfragen haben wir folgendes
recherchiert: Für den Betrieb einer Wärmepumpe werden im Schnitt 11 Module benötigt. Und mit ca. 10 m² Modulfläche kann ein E-Auto betankt werden.

Wer schließt die PV-Anlage an das Stromnetz an?

Dachdecker*innen dürfen generell keine elektrischen Anlagen an Stromnetze anschließen! Die Inbetriebnahme der PV-Anlage erfolgt ausschließlich über einen autorisierten Elektriker oder den Netzbetreiber.

netzgekoppelte PV-Anlage
netzgekoppelte PV-Anlage (Quelle: DDH)

Allgemeine Regeln für die Verlegung von Solarmodulen

  • Die Verbindung der Module sollte lediglich von einer Person
    vorgenommen werden. Verbindet man die Module an zwei Stellen gleichzeitig, kann es zu einem geschlossen Stromkreislauf
    kommen und es besteht Lebensgefahr, so z. B.  bei Berührung der Aluminium-Unterkonstruktion.
  • Trockene Hände oder Handschuhe sind unverzichtbar, wenn am
    Kabel gearbeitet wird. Feuchtigkeit begünstigt den Stromfluss und sollte möglichst vermieden werden.
  • Die Solarmodule liegen auf einer Unterkonstruktion, die mit
    Haltern auf dem Dach befestigt ist. Wichtig: Halter und Ziegel oder auch Dämmschicht dürfen sich nicht berühren! Sowohl Windsog als auch Temperaturschwankungen lösen Bewegungen im System aus, die die Dachziegel/die Dämmung bei Kontakt beschädigen könnten.
  • Die Halter zur Befestigung des Schienensystems sollten immer lastenverteilt angeordnet werden, um eine Durchbiegung der Aluminium-Unterkonstruktion so gering wie möglich zu halten.
zuletzt editiert am 11.11.2022