PV-Großflächenanlage − Wie voll kann ein Dach mit Solarmodulen versiegelt werden?

Dachflächen eignen sich sehr gut zur Instal­la­tion ein­er PV-Anlage. Ökol­o­gisch wer­den keine weit­eren Grün­flächen ver­siegelt. Doch wie voll kann man ein Dach mit Solar­mod­ulen ver­siegeln? Eine Einord­nung durch einen Trag­w­erk­s­plan­er.

Wie erfolgt die PV-Belegung auf einem Dach?

Der Bele­gungs­plan wird häu­fig zunächst soft­ware­basiert nach fest­gelegten Regeln erstellt. Die Regeln laut­en auszugsweise:

• Keine Solar­mod­ule im Dachrand­bere­ich bei Flachdäch­ern (Abstand ca. 3 m)
• Fest­gelegte Abstände von Solar­mod­ulen, um Wartungsar­beit­en zu ermöglichen
• Größere Ver­schat­tungs­flächen wer­den nicht belegt (beispiel­sweise gemessen am Sonnenein­trag pro Jahr)
• Ggf. Platz für Wech­sel­richter­bänke frei­hal­ten
• Zuwe­gun­gen zu großen Dachin­stal­la­tio­nen freilassen (notwendi­ge Weg­bre­it­en beacht­en)
• Abstands­flächen auf­grund Brand­schutzan­forderun­gen in dichtbe­siedel­ten Lagen (z. B. Min­destab­stand von 0,5 bis 1,25 Metern zum Nach­barge­bäude, je nach Bauord­nung)
• Keine Bele­gung im Bere­ich von Dachauf­baut­en (Lichtkup­peln, Licht­bän­der, Instal­la­tio­nen, Seku­ran­ten)
• Min­dest­bele­gungs­fläche in Abhängigkeit geset­zlich­er Anforderun­gen (siehe Solar­dachverord­nung)
• Abhängig von der Dachaus­rich­tung, Dachnei­gung und dem Sonnenein­tragsken­nwert
• Größe des Solar­moduls und tech­nisch erforder­liche Abstände zum näch­sten Solar­mod­ul
• Denkmalschutza­u­fla­gen, vor allem bei Steildäch­ern

Die Liste ist ein Auszug aus den Regel­satz kon­ven­tioneller Soft­wa­reen­twick­ler im Bere­ich PV-Pla­nung. Die Fak­toren wer­den mehr oder min­der automa­tisiert berück­sichtigt.

Warum keine Solarmodule bei Flachdächern im Randbereich?

Beson­ders bei Flachdäch­ern mit PV-Anla­gen sind Wind­las­ten ein rel­e­vantes The­ma. Wind weht in hor­i­zon­taler Rich­tung und trifft auf das Flach­dachge­bäude, beispiel­sweise ein Hal­lenge­bäude. Am oberen Ende der Außen­wand befind­et sich im Regelfall eine Atti­ka (kleine Ran­der­höhung rund um das Flach­dach). An diesem Punkt entste­hen Ver­wirbelun­gen. Diese verur­sachen im wesentlichen eine Sog­wirkung auf dem Dach. Sowohl die Abdich­tungsebene, aber auch die darauf aufliegen­den Solar­mod­ule soll­ten gut ver­ankert sein. Abdich­tungs­folien wer­den verklebt und ggf. zusät­zlich mech­a­nisch befes­tigt. Solar­mod­ule mit Stän­der­w­erk wer­den mit Last­plat­ten beschw­ert, um nicht abzuheben. Im Rand­bere­ich wäre das erforder­liche Gewicht sehr groß. Das Gewicht wiederum erhöht die Dachlast enorm, sodass sta­tis­che Bedenken entste­hen.

Welche Dachaufbauten sorgen für Verschattungen?

Ver­schat­tun­gen auf einem Dach entste­hen, wenn

• umliegend Bäume die Son­nen­stun­den reduzieren
• Gauben, Aufzugss­chächte, oder kleine Staffelgeschosse vorhan­den sind
• Kamine, Anten­nen, Rohre
• Wärmepumpen, Lüf­tungsan­la­gen, Kli­mat­e­ch­nik, RWA-Anla­gen auf dem Dach instal­liert wur­den

Die Auf­baut­en verur­sachen mehr oder min­der große Ver­schat­tungs­flächen. Über den Jahresver­lauf hin­weg kann durch Ver­schat­tungssim­u­la­tio­nen fest­gestellt wer­den, wie viel Sonnenein­trag trotz Ver­schat­tungs­flächen auf jedem Quadrat­meter des Flach­daches auftrifft. Eine 3D-Erfas­sung des Daches kann rel­e­vant sein, um genaue Berech­nun­gen anstellen zu kön­nen, da sich der Son­nen­stand über den Tagesver­lauf hin­weg und übers Jahr verteilt laufend verän­dert.

Auf­grund gesunken­er Solar­mod­ulkosten geht der Trend dazu über, möglichst viel Flächen − trotz vorhan­den­er Ver­schat­tung zu bele­gen. Bei einem Steil­dach mit großen Ver­schat­tungs­flächen und Nor­daus­rich­tung sollte dann doch über die Sinnhaftigkeit nachgedacht wer­den. Ger­ade bei Steildäch­ern, welche auch architek­tonis­che Ansprüche erfüllen.

In welchem Bereich sind Solarmodul statisch gesehen ungünstig?

Für die Gebäud­esta­tik rel­e­vant ist die Lage der Solar­mod­ule in Bezug auf das darun­ter­liegende Trag­w­erk. Bei einem großen Flach­dach verur­sacht ein zusät­zlich­es Gewicht in Dachmitte, in einem Feld mit den größten Binder­ab­stän­den, genau zwis­chen zwei Dachbindern, die größte Zusat­zlast (zusät­zlich­es Biege­mo­ment).

Ungün­stig kann auch eine Dachrand­lage sein, da die Wind­sog­wirkung sehr groß ist und dort mehr Last­plat­ten ver­legt wer­den müssen. Vorteil­haft ist dort meist, dass solche Las­ten ver­gle­ich­sweise träger­nah entste­hen, sodass Dachtrapezbleche nicht über­mäßig belastet wer­den.

Weit­ere, kri­tis­che Bere­iche befind­en sich dort, wo vorhan­dene Bauteile sta­tisch bere­its sehr stark aus­genutzt wer­den. Die sta­tis­che Aus­nutzung kann aus den alten Sta­tikun­ter­la­gen ent­nom­men wer­den. In jedem Einzelfall ist zu prüfen, inwiefern eine Laster­höhung eine Verän­derung der sta­tis­chen Aus­nutzung verur­sachen würde. Ein solch­er Bere­ich kann nicht objek­tüber­greifend ein­heitlich definiert wer­den, außer es han­delt sich um Sys­tem­sta­tiken (immer gle­iche Bauweisen).

Fazit: Zu wie viel Prozent können Dächer mit Solaranlagen belegt werden?

Es gibt viele Gründe warum ein Dach nicht voll­ständig mit PV-Mod­ulen belegt wer­den kann. Mal sind es tech­nis­che Ursachen, ein anderes Mal energiewirtschaftliche Gründe (zu geringer Stromer­trag bei gle­ichzeit­ig hohen Mon­tagekosten). Für den Großteil der Dachfläche ist jedoch eine PV-Bele­gung möglich. Der Trend geht dahin − auf­grund gesunken­er Mate­r­i­al- und Mon­tagekosten − die max­i­male Dachfläche mit Solar­mod­ulen zu bele­gen.

Erfahrungs­gemäß kön­nen im Durch­schnitt etwa 70 bis 90 % der Dachflächen mit Solar­mod­ulen belegt wer­den. Sin­nvoll sind solche Annah­men vor allem bei Flachdäch­ern. Dort ist eine passende Aus­rich­tung und Nei­gung frei wählbar und meist viel Platz ohne störende Auf­baut­en.

Zusammenfassung