Lohnt die Investition in eine Solaranlage auf dem Flachdach?
Fotovoltaik gilt als Schlüsseltechnologie im Kampf gegen den Klimawandel und hohe Energiekosten. Einer der zentralen Vorteile der Technik liegt in der Tatsache, dass mit ihrer Hilfe bereits versiegelte Flächen doppelt genutzt werden können. Insbesondere Dächer kommen für die Gewinnung von Strom aus Sonnenenergie infrage. Wie aber sieht es mit der Installation von Solarzellen auf Flachdächern aus? Lohnt die Investition für Besitzer von Gebäuden mit großen, ungenutzten Dachflächen? Im folgenden Beitrag erfahren Sie mehr darüber.
Sind Solarzellen auf einem Flachdach sinnvoll?
Im Alltag nehmen wir Solarzellen vor allem auf Schrägdächern wahr. Das liegt aber weniger daran, dass sie auf Flachdächern nicht ebenfalls häufig installiert werden, sondern vielmehr daran, dass Flachdächer erstens seltener sind als Schrägdächer und zweitens ihre Oberfläche deutlich weniger oft zu sehen ist als die anderer Dächer. Die kurze Antwort auf die Frage, ob ein Flachdach effizient zur Energieerzeugung eingesetzt werden kann, lautet also: Ja, Solarzellen auf einem Flachdach sind sinnvoll und können wirtschaftlich betrieben werden. Praktisch hängt aber natürlich einiges von den konkreten Umständen und der Gebäudearchitektur ab.
Insbesondere ist es, ehe Sie über die Installation einer Solaranlage auf Ihrem Flachdach nachdenken, erforderlich, die Statik und Tragkraft des Dachs prüfen zu lassen. Insbesondere die Dächer älterer Gebäude sind oft nicht darauf ausgelegt, mehr als ihr Eigengewicht und eine gewisse Menge Schnee zu tragen. Das zusätzliche Gewicht einer großflächigen Solaranlage kann solche Dächer schlimmstenfalls überlasten. Insbesondere wenn die Solarzellen unkompliziert mithilfe von Gewichten auf dem Dach fixiert werden sollen, kommt durch den Aufbau der Paneele eine hohe Last zusammen. Alternativ besteht auf vielen Dächern aber auch die Möglichkeit einer festen Verschraubung der Anlage mit dem Dachstuhl. Diese Form der Installation ist allerdings aufwendiger und damit teurer als die Fixierung mit Gewichten. Grundsätzlich werden die Solarzellen auf einem Flachdach in Metallgestelle eingespannt und schräg aufgestellt, um das einfallende Sonnenlicht optimal auffangen zu können. Das funktioniert übrigens nicht nur mit Fotovoltaik- sondern auch mit Solarthermieanlagen.
Generell gilt aber, dass die Installation einer Solaranlage auf einem Flachdach viele Vorteile gegenüber der Installation auf herkömmlichen Schrägdächern hat. Insbesondere der einfachere Wartungszugang und die flexible Ausrichtung der Zellen sind diesbezüglich zu nennen. Besteht zusätzlich die Möglichkeit, das Dach zu begrünen, kann die Effizienz der Zellen weiter gesteigert werden. Die Abkühlung durch Grünbewuchs hat positive Auswirkungen auf den Wirkungsgrad der Solaranlage. Ein Nachteil des Flachdachs gegenüber einem Schrägdach ist allerdings, dass die Dachfläche nicht vollständig genutzt werden kann. Zwischen den einzelnen Zellen muss Platz bleiben, damit die Paneele einander nicht gegenseitig beschatten.
Unter Umständen kann auf einem Flachdach auch die Installation zweiseitiger Solarpaneele sinnvoll sein. Viele Flachdächer sind mit einer reflektierenden Oberfläche versehen, ein zweiseitiges Paneel kann das von solchen Reflexionsflächen zurückgeworfene Licht auffangen und in elektrische Energie umsetzen.
Mit Blick auf die für die Einrichtung des Systems entstehenden Kosten nehmen Anlagen auf Flachdächern und solche auf Schrägdächern sich nicht viel. Zwar müssen für die Installation auf einem Flachdach zusätzliche Gestelle (die sogenannten „Mounts“) gekauft werden, dafür ist die Installation meist aber unkomplizierter als bei anderen Anlagen.
Wie bereite ich die Installation von Solarzellen auf einem Flachdach vor?
Ehe es mit der Installation der Solaranlage auf dem Flachdach losgehen kann, gilt es daher, sich von einem Fachbetrieb individuell beraten zu lassen. Insbesondere Fragen der Statik und Bauphysik müssen unbedingt im Vorfeld geklärt werden. Denn nicht zuletzt daraus ergibt sich, wie dicht die Solarzellen auf dem Dach aufgebaut werden können. Die Dichte wiederum ermöglicht die Abschätzung der Wirtschaftlichkeit des gesamten Unterfangens.
Als nächstes gilt es, sich Gedanken über die optimale Ausrichtung und den Neigungswinkel der Solarzellen zu machen. Dabei spielt der sogenannte Azimutwinkel eine Rolle. Ein direkt nach Süden ausgerichtetes Paneel hat einen Azimutwinkel von 0°. Weicht die Ausrichtung nach Westen ab, ergibt sich ein Azimutwinkel im positiven Bereich, bei Ausrichtung nach Osten wird ein negativer Wert berechnet. Eine optimale Energieausbeute ergibt sich typischerweise bei einem Azimutwinkel von 0°, also wenn das Solarpaneel direkt nach Süden ausgerichtet ist. Dennoch kann es auch auf Flachdächern, wo die Ausrichtung im Grunde frei wählbar ist, sinnvoll sein, die Zellen leicht nach Westen oder Osten abweichend auszurichten. Hintergrund ist, dass dadurch in vielen Fällen eine wesentlich effektivere Ausnutzung der Dachfläche möglich wird, da die Paneele enger zusammenstehend aufgebaut werden können. Mit Blick auf die Wirtschaftlichkeit der Gesamtanlage bedeutet das aber natürlich auch höhere Investitionskosten. In der Folge kann es länger dauern, bis die Solaranlage sich amortisiert.
Der optimale Neigungswinkel der Solarzellen liegt typischerweise zwischen 20° und 50°. Die Neigung dient einerseits dazu, das Sonnenlicht im Laufe des Tages optimal einzufangen. Zum anderen ist die Neigung auch wichtig, damit Regenwasser rasch abfließen kann. Das hat den Effekt, dass die Solarzellen letztlich selbstreinigend sind. Staub und andere Verschmutzungen werden so bei Regen zum allergrößten Teil weggespült. Das verringert die Pflege- und Wartungskosten der Anlage erheblich.
Darüber hinaus kann es sinnvoll sein, sich über ein sogenanntes Nachführsystem Gedanken zu machen. Ein Nachführsystem sorgt dafür, dass die Solarzellen im Laufe des Tages kontinuierlich rotiert werden, um stets optimal auf die Sonne ausgerichtet zu sein. Die Anschaffung solcher Systeme ist allerdings vor allem in südlichen Regionen sinnvoll. Denn besonders lohnend ist ein solches System vor allem in Gegenden mit langer Sonnenscheindauer und möglichst seltener Wolkenbildung.
Ein Anlagenbauer erstellt für Sie einen vollständigen Plan der fertigen Solaranlage auf dem Flachdach. Die Planung berücksichtigt sowohl Sicherheitsaspekte wie etwa die Stabilität der Gesamtanlage bei Sturm als auch die Wirtschaftlichkeit. Typischerweise kann so mit hoher Genauigkeit vorausberechnet werden, wie lange es dauert, bis die Anlage die Investitionskosten „hereinholt“.
So installieren Sie Solarzellen auf einem Flachdach
Nach Planung, Beauftragung und Kauf beginnt die Installation der Solaranlage. Da der Aufbau einfacher ist als auf einem Flachdach, können ambitionierte Heimwerker hier mehr beitragen als bei anderen Anlagen. Dennoch sollten Sie die Konstruktion in jedem Fall von einem professionellen Unternehmen begleiten oder abnehmen lassen.
Zunächst die „Mounts“, auf denen später die Solarzellen installiert werden, aufgebaut. Ist das Flachdach, auf dem die Solaranlage installiert wird, stabil genug, werden die Gestelle einfach nur verklebt und danach mit Gewichten beschwert. Als Gewicht kommen meist Wannen mit Steinen oder Zementblöcke zum Einsatz. Unter Umständen müssen die „Mounts“ aber auch verschraubt werden. Das ist aufwendiger und kostspieliger als die Standardlösung, ermöglicht es aber, die Solarzellen ohne zusätzliche Gewichte zu fixieren. Das ist vor allem dann notwendig, wenn das Dach nicht die nötige Tragkraft hat, um das zusätzliche Gewicht für die Stabilisierung zu tragen.
Zusätzlich muss das Dach unter Umständen für die Verlegung der Verkabelung an einer oder mehreren Stellen geöffnet werden. Die Stromkabel sollten jeweils möglichst den kürzesten Weg nehmen, um Energieverluste zu minimieren. Achten Sie dabei darauf, dass die Kabelführung dennoch den geltenden gesetzlichen Anforderungen entsprechen muss. Grundsätzlich funktioniert die Verlegung aber genauso wie bei Schrägdachinstallationen. Zu guter Letzt werden dann die Solarzellen selbst installiert. Ein Installationsunternehmen kann Sie dazu beraten, ob ein Kran erforderlich ist, um die Paneele aufs Dach zu heben.
Richtige Wartung und Pflege: So schützen Sie Ihre Solarpaneele
Richtig installiert sind Solarzellen auf Flachdächern typischerweise selbstreinigend. Durch einen geschickt gewählten Neigungswinkel fließt Regenwasser rasch von den Paneelen ab und spült dabei Verschmutzungen fort. Schwieriger kann die Lage im Winter werden, wenn Schnee fällt. Dann kann insbesondere in höheren Lagen eine Reinigung der Solarzellen sinnvoll sein. Zwar ist der Produktionsausfall durch die Verdeckung der Zellen meist verschmerzbar. Die Dauerbelastung kann die Zellen aber gegebenenfalls beschädigen. Ob dieses Risiko tatsächlich besteht, kann Ihnen das Installationsunternehmen mitteilen. Zusätzlich sollten Sie von Anfang an einen Wartungsvertrag abschließen, der die jährliche Prüfung und Wartung der Paneele einschließt. Kleinere Beschädigungen wie Risse in der Oberfläche werden im Rahmen solcher Wartungen früh erkannt und können dann rechtzeitig repariert werden. Kostspieligen größeren Reparaturen kann so oft über die gesamte Lebenszeit der Anlage vorgebeugt werden. Weiterhin sollte die Anlage gegen Schäden durch Sturm und Wetter versichert werden.
