Photovoltaik auf Flachdach und Schrägdach – Der Ausrichtungswinkel macht’s!

Neigungswinkel, Ausrichtung und Ertrag – das perfekte Zusammenspiel

Idealerweise fängt eine Photovoltaikanlage möglichst viel Sonnenlicht ein, um den Ertrag zu maximieren. Da sich die Himmelsrichtung und die Höhe der Sonne im Laufe des Tages und der Jahreszeiten ändert, wird der Energieertrag von zwei Winkeln maßgeblich beeinflusst. Der Ausrichtungswinkel legt fest, in welche Himmelsrichtung die Solarmodule zeigen. Der Neigungswinkel bestimmt, wie schräg PV-Module aufgestellt werden, um das meiste Licht aufzufangen.

• Dachausrichtung für Photovoltaik: Süd gilt als Ideal – maximale Einstrahlung, maximaler Ertrag. Doch auch Ost- oder Westdächer liefern gute Werte, bei nur moderat reduzierter Leistung.

• Optimale Dachneigung der PV-Anlage: In Mitteleuropa liegt der optimale Bereich zwischen 30 und 40 Grad – eine ausgewogene Lösung für Sommer wie Winter. Übrigens: Erfahren Sie hier, warum sich PV und Stromspeicher im Winter lohnen.

• Weitere Einflussfaktoren: Schattenwurf durch Bäume, Verschmutzung oder Schneelast beeinflussen die Leistung. Gut geplante Systeme, passenden Neigungswinkeln und Selbstreinigungseffekt durch Regen wirken dem u. a. entgegen.

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Azimutwinkel: Die optimale Dachausrichtung für Photovoltaik

Die Sonne steht zur Mittagszeit im Süden. Das erklärt die Südpräferenz. Doch auch Abweichungen beim sogenannten Azimutwinkel bis 45 Grad nach Ost oder West bringen meist nur wenig Ertragsverluste.

Was ist der Azimut-Winkel, auch bekannt als Ausrichtungswinkel? Der Azimutwinkel beschreibt die horizontale Ausrichtung der Solarmodule im Verhältnis zur Südrichtung. Ein Wert von 0° bedeutet exakte Südausrichtung, negative Werte zeigen nach Osten (z. B. -90° = Ost), positive nach Westen (z. B. +90° = West). Azimut-Werte quantifizieren somit die Abweichung: 0° für Süd, -90° für Ost, +90° für West. Eine präzise Ausrichtung der PV-Module ist nicht jedoch zwingend erforderlich, da Abweichungen bis etwa 45° in der Regel nur geringe Ertragsverluste verursachen.

Die Praxis zeigt: Mit cleverer Planung lassen sich PV-Anlagen mit verschiedensten Ausrichtungen wirtschaftlich äußerst interessant betreiben – insbesondere im Eigenverbrauchsmodell.

Die optimale Dachneigung für Photovoltaik

Die optimale Dachneigung für Photovoltaik – besser gesagt, der ideale Neigungswinkel für Solarmodule, denn das umfasst auch die Solaranlagen auf Flachdächern – spielt, wie erwähnt, die zweite entscheidende Rolle für den Solarertrag. Dafür möchten wir die grundlegenden Unterschiede zwischen der Photovoltaik auf Flachdach und Schrägdach kurz erklären:

Die PV-Anlage auf dem Schrägdach

Das Schrägdach ist die beliebteste Dachform für Wohnhäuser. Ab einer Dachneigung von 20 Grad spricht man vom einem Steildach, bei Neigungswinkeln zwischen 10 und 20 Grad von einem flach geneigten Dach. Die Konstruktion sorgt dafür, dass Regen und Schnee problemlos abfließen können, was die Langlebigkeit des Daches unterstützt. Mit seinen geneigten Flächen bietet das Schrägdach viele Vorteile für die Solarenergie. In Mitteleuropa liegt die optimale Dachneigung für Photovoltaik bei etwa 30 bis 40 Grad, was bereits der Neigung vieler Schrägdächer entspricht. Damit entfallen spezielle Stützkonstruktionen wie bei der Flachdach-Aufständerung. Meist werden die Solarmodule parallel zur Dachfläche montiert und lassen sich in die bestehende Dachunterkonstruktion integrieren.

Die PV-Anlage auf dem Flachdach

Kaum sichtbare Module, freie Ausrichtung, maximale Gestaltungsfreiheit – Flachdächer bieten viele Vorteile. Die geringe Eigenneigung (2–10 Grad) wird durch intelligente Aufständerung kompensiert. Moderne Systeme ermöglichen variable Winkel, aerodynamische Formen und ballastierte Montagen ohne Dachdurchdringung. Denn gerade Flachdächer erfordern besonders viel Aufmerksamkeit bei der Abdichtung mit Bitumen- oder Kunststoffbahnen sowie der Entwässerung. Wenn das alles berücksichtigt ist, ist Photovoltaik auf dem Flachdach fast immer sinnvoll. Denn die flexible Flachdach-Aufständerung ermöglicht eine bedarfsgerechte und wirtschaftliche Nutzung von Solarenergie.

Der Standard für die Dachneigung bei Photovoltaik ist ein Kompromiss

Die ideale Dachneigung bei Photovoltaik – oder auch der ideale Neigungswinkel – wird aus verschiedenen Faktoren errechnet. Er variiert je nach verfügbarer Dachfläche, Schattenwurf, Ausrichtung, Standort, Breitengrad und Jahreszeit. Während in Norddeutschland ein Winkel zwischen 30 und 40 Grad meist optimal ist, reichen in Süddeutschland etwa 30 Grad oft aus. Dies liegt daran, dass die Sonne im Norden niedriger am Himmel steht. Im Sommer wäre ein flacherer Winkel von etwa 30 Grad optimal, da die Sonne höher steht. Für eine präzise Berechnung wird oft die geografische Breite herangezogen – je weiter nördlich, desto steiler der Winkel. Im Winter hingegen wäre theoretisch ein steilerer Winkel von etwa 60 Grad besser. Als Kompromiss für eine ganzjährig effiziente Nutzung hat sich daher auf dem Steildach ein Neigungswinkel zwischen 30 und 40 Grad bewährt.

Das ideale Solardach – gibt es das?

Mit Fokus auf den Eigenverbrauch von PV hat sich der Maßstab verschoben. Statt maximaler Einspeisung zählt heute, wann der Strom gebraucht wird. Ost-West-Ausrichtungen verteilen die Erzeugung über den Tag –ideal für Haushalte mit hohem Energiebedarf. Im Zusammenspiel mit einem Stromspeicher eine sehr gute Kombination. Falls zu wenig Sonne vorhanden ist, kann gespeicherter Eigenstrom genutzt werden. Selbst Norddächer sind dank flacher Aufständerung und diffusem Licht kein Ausschlusskriterium mehr. Und Abweichungen von der Südausrichtung im Bereich bis 45 Grad fallen beim Solarertrag praktisch nur sehr wenig ins Gewicht.

Die Wirtschaftlichkeit von Solaranlagen auf Flachdächern hat sich in den letzten Jahren deutlich verbessert. Flachdächer bieten ideale Voraussetzungen für eine effiziente Nutzung der Sonnenenergie, da sie eine optimale Ausrichtung und Neigung der Solarmodule ermöglichen. Dies führt meist zu hohen Erträgen und einer hohen Rentabilität der Anlage. Zudem lassen sich auf Flachdächern in der Regel mehr Module installieren. Dies verbessert die Gesamtleistung und damit noch einmal die Wirtschaftlichkeit der Anlage.

Vorteile der Photovoltaik auf dem Flachdach

• Flexibilität bei der Ausrichtung: Auf Flachdächern können Solarmodule optimal nach Süden ausgerichtet werden, unabhängig von der Gebäudeausrichtung. Der Neigungswinkel lässt sich frei wählen, um den Energieertrag zu maximieren.

• Höhere Moduldichte: Flachdächer bieten mehr Freiheit bei der Anordnung der Module. Dies ermöglicht eine höhere Moduldichte und die Vermeidung von Schattenwurf.

• Einfache Installation und Wartung: Die ebene Fläche erleichtert die Montage und den Zugang für Wartungsarbeiten.

• Einfache Erweiterbarkeit: Nachträgliche Erweiterungen der Anlage sind meist problemlos möglich.

• Bessere Kühlung: Die Luftzirkulation unter den Modulen ermöglicht eine bessere Kühlung. Die kann die Effizienz erhöhen.

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Photovoltaik Flachdachmontagesystem - technische Anforderungen

• Flachdach-Aufständerung: Für den optimalen Neigungswinkel werden die Solarmodule auf Flachdächern aufgeständert. Dies bietet nicht nur eine verbesserte Energieausbeute, sondern erleichtert auch die Selbstreinigung der Module durch Regen und Schnee. Damit die Anlage ohne Dachdurchdringung sicher verankert werden kann, kommen häufig Ballastierungen zum Einsatz.

• PV-Anlage Flachdach Winkel: Bei Flachdächern werden die Module meist nur mit einer Neigung von weniger als 15 Grad aufgestellt. Die Verschattung ist geringer und der Wind hat weniger Angriffsfläche. Zudem können mehr Module auf die gleiche Fläche gepackt werden. Zwar produziert jedes einzelne Modul etwas weniger Strom als bei einer steileren Aufstellung, aber durch die größere Anzahl kommt mehr Leistung zusammen.

• Windlast: Die Aufständerung erhöht die Angriffsfläche für Wind. Daher sichern spezielle Befestigungssysteme die Anlage gegen Sturmschäden. Moderne Systeme nutzen aerodynamische Designs und Windleitbleche, um den Windwiderstand zu reduzieren und die Stabilität zu erhöhen.

• Statik: Obwohl moderne PV-Systeme leichter sind als frühere Generationen, muss die zusätzliche Last durch die Anlage, einschließlich Ballast und möglicher Schneelasten, bei der statischen Berechnung berücksichtigt werden. Innovative Leichtbausysteme und die Verwendung von Hochleistungsmodulen tragen dazu bei, das Gesamtgewicht zu reduzieren.

• Entwässerung: Die Installation darf die Dachentwässerung nicht beeinträchtigen. Spezielle Drainagesysteme gewährleisten einen ungehinderten Wasserabfluss.

• Dachschutz: Um die Dachoberfläche zu schonen, werden spezielle Schutzmatten oder -folien unter den Montagesystemen verlegt.

• Kabelführung: Flachdachsysteme erfordern eine sorgfältige Planung der Kabelführung, um Stolpergefahren zu vermeiden und die Wartungszugänglichkeit zu gewährleisten.

• Wartungsfreundlichkeit: Für eine einfachen Zugang werden Laufwege zwischen den Modulreihen integriert.

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Ost-West-Ausrichtung als Chance für Eigenverbrauch

Statt nach Süden werden PV-Anlagen immer häufiger in Ost-West-Ausrichtung aufgestellt. Der Neigungswinkel ist flacher und liegt typischerweise bei 10 bis 20 Grad. Dies ermöglicht eine bessere Nutzung des Sonnenlichts über den gesamten Tag, da die Sonne morgens im Osten und abends im Westen tiefer steht. Darum kann sich eine Ost-West-Ausrichtung lohnen:

• Morgens und abends wird mehr Strom produziert, also genau dann, wenn viele Haushalte und Unternehmen den meisten Strom verbrauchen.

• Der Eigenverbrauchsanteil kann somit erhöht werden, was die Wirtschaftlichkeit der Anlage verbessert. Im Idealfall speichert ein Stromspeicher, wie die sonnenBatterie, davon viel, um Eigenstrom dann zu nutzen, wann er gebraucht wird

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Lohnt sich Photovoltaik auf dem Norddach?

Eine Solaranlage auf dem Norddach kann ebenso sinnvoll sein. Die Herausforderung bei einer Nordausrichtung liegt in der geringeren Sonneneinstrahlung, die zu Ertragseinbußen führen kann. Ein entscheidender Faktor für die Effizienz nordausgerichteter Solaranlagen ist der Neigungswinkel der Module. Hier gilt die Faustregel „Je flacher, desto besser“. Bei einer Neigung von rund 20 Grad können in der Regel rund 70 Prozent der Stromerträge im Vergleich zu einer Südausrichtung realisiert werden. Unter optimalen Bedingungen und mit modernen PV-Modulen. Gut, zu wissen: Solarmodule nutzen nicht nur die direkten Sonnenstrahlen, sondern auch das Licht, das durch Wolken und Partikel in der Luft gestreut wird. An bewölkten Tagen erzeugt ein Norddach dadurch z. B. auch Strom. Zusätzlich kann der Einsatz eines Batteriespeichers die Wirtschaftlichkeit einer nordausgerichteten PV-Anlage nochmals deutlich verbessern.

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Erfahren Sie weitere Details zur Ausrichtung einer PV-Anlage und den Effekten davon in unserem Video zur Größe einer PV-Anlage.

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Produktempfehlung für nach Norden ausgerichtete PV-Anlagen: sonnenBatterie

Mit der sonnenBatterie wird überschüssiger Solarstrom einfach gespeichert –und dann wieder abgegeben, wenn er tatsächlich benötigt wird. Das erhöht den Eigenverbrauch. Die Stromspeicher von sonnen, die sonnenBatterie10, sonnenBatterie 10 performance und sonnenBatterie 10 performance+ sowie die sonnenBatterie 10 hybrid, unterscheiden sich in Kapazität und Leistung, damit auch größere Verbraucher wie die Wärmepumpe problemlos versorgt werden können. sonnen setzt bei der sonnenBatterie konsequent auf Lithium-Eisenphosphat (LFP). Denn diese Technologie ist nicht nur umweltfreundlicher, sondern auch sicherer und langlebiger als andere Batteriezellen, ohne dabei auf problematische Rohstoffe wie Kobalt zurückzugreifen.

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Speicher sind bei jeder Dachausrichtung der Schlüssel zur Wirtschaftlichkeit

Unabhängig von Dachform, Dachneigung und Dachausrichtung kann ein Batteriespeicher die Wirtschaftlichkeit einer PV-Anlage erheblich steigern. Hier die wichtigsten Vorteile:

• Erhöhter Eigenverbrauch: Durch die Speicherung von überschüssigem Strom kann der Eigenverbrauchsanteil auf bis zu 80% gesteigert werden.

• Unabhängigkeit vom Stromnetz: Mit einem Speicher können Haushalte auch in den Abendstunden und nachts selbst erzeugten Strom nutzen.

• Schutz vor steigenden Strompreisen: Je mehr Strom selbst verbraucht wird, desto weniger wirken sich Preissteigerungen von aus dem Netz bezogenen Strom aus.

• Netzentlastung: Speicher wie die sonnenBatterie helfen, Einspeisespitzen zu reduzieren und das Stromnetz zu stabilisieren.

• Zukunftssicherheit: Mit der zunehmenden Elektrifizierung (E-Autos, Wärmepumpen, etc) wird der Eigenverbrauch noch wichtiger.

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Häufige Vorurteile und Irrtümer zu PV

Rund um Photovoltaik halten sich hartnäckig einige Mythen– oft geprägt von veralteten Informationen oder vereinfachten Pauschalaussagen. Doch die Technologie hat sich weiterentwickelt. Was früher ein Problem war, ist heute meist längst gelöst.

“Meine Dachfläche ist zu klein. Wirklich?”

Kleine Dächer können viel leisten – vorausgesetzt, es kommen leistungsstarke Module zum Einsatz. In Kombination mit einem Batteriespeicher kann selbst eine kompakte Anlage einen beachtlichen Teil des Eigenbedarfs decken.

“Photovoltaik auf einem Flachdach ist teuer?”

Obwohl die PV-Montage auf dem Flachdach oft aufwendiger ist, muss sie nicht zwangsläufig teurer sein. Ganz im Gegenteil: Sie bietet maximale Flexibilität bei Ausrichtung und Neigung – und somit auch häufig höhere Erträge. Eine PV-Anlage auf dem Flachdach lässt sich meist sehr wirtschaftlich betreiben, modular erweitern und oft einfach warten.

“Nur Süddächer lohnen sich für PV-Anlagen?“

Das ist längst widerlegt. Auch Ost- und Westdächer liefern gute Erträge – vor allem dann, wenn der erzeugte Strom direkt selbst verbraucht wird. Auch Norddächer sind dank flacher Modulaufständerung und hoher Effizienz moderner Module attraktiv.

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Unser Fazit: PV lohnt sich auf fast jedem Dach

Die Photovoltaik-Technologie ist schon viel weiter als man denkt. Dies bedeutet, dass relativ viel Energie pro Quadratmeter Dachfläche erzeugt werden kann. Dies macht auch Dächer mit kleiner Fläche oder suboptimaler Ausrichtung besser für Solaranlagen geeignet. Auf die Frage „Welches Dach eignet sich für Photovoltaik?“ gibt es also eine erfreuliche Antwort: Fast jedes! Bevor Sie nun Ihr eigenes Photovoltaik-Projekt in Angriff nehmen, haben wir noch drei wichtige Tipps für Sie:

● Suchen Sie sich einen erfahrenen Solarplaner: Eine sorgfältige Analyse der Dachsituation, des Stromverbrauchs und der lokalen Bedingungen ist der Schlüssel zum Erfolg. Fragen Sie bei sonnen zur Beratung ein unverbindliches Angebot an.

● Denken Sie den Batteriespeicher mit! Die Kombination von PV-Anlage und Batteriespeicher kann die Wirtschaftlichkeit deutlich verbessern, unabhängig von der Dachform.

● Denken Sie zukunftsorientiert! Steigende Strompreise und der Trend zur Elektrifizierung machen Eigenstromnutzung immer attraktiver.

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