Photovoltaik und Dachneigung

7. Oktober 2020
Dächer gibt es in den unterschiedlichsten Ausführungen: von flach über geneigt bis steil. Viele davon sind bereits für die Montage einer Photovoltaikanlage geeignet, bei anderen müssen verschiedene Nachbesserungen vorgenommen werden, damit Dachneigung und Ausrichtung wirtschaftliche Stromerträge sichern. Wie Sie auch bei einem ungünstigen Neigungswinkel die besten Erträge aus Ihrer Anlage herausholen und wann dies überhaupt erforderlich ist, lesen Sie hier.
Dieser Artikel wurde erstellt von:
Oliver Wulf, Redakteur www.Solaranlagen-Portal.com
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Welche Dachneigung liefert die besten Erträge

Photovoltaik & Dachneigung

Theoretisch kann die Sonnenenergie dann bestmöglich genutzt werden, wenn die Sonne im rechten Winkel auf die Photovoltaikmodule trifft. In der Praxis spielen jedoch noch weitere Faktoren eine wichtige Rolle dabei, wie effektiv Ihre Anlage arbeitet und wie viel Strom produziert wird:

  • Standort: Je näher ein Standort am Äquator liegt, umso höher ist der Sonnenstand. Die Unterschiede machen sich bereits innerhalb Deutschlands bemerkbar. Deshalb sind für den Norden des Landes steilere Dachneigungen, für den Süden flachere optimal.
  • Jahreszeit: Der Einstrahlungswinkel der Sonne ist mit 60 Grad im Sommer deutlich steiler als im Winter (20 Grad). Da 75 % der Erträge in den Sommermonaten erzielt werden, wird der optimale Neigungswinkel der Solarmodule danach berechnet.
  • Ausrichtung: Als ideal gilt eine Ausrichtung der Solarmodule direkt nach Süden. Allerdings hat sich mittlerweile in der Praxis erwiesen, dass auch größere Abweichungen von der Südausrichtung den Ertrag nur in geringem Ausmaß reduzieren.

Mit moderner Photovoltaik-Technologie kann heute für fast jedes Dach die richtige Anlage mit guten Erträgen konzipiert werden.

Die optimale Dachneigung

In Deutschland ist eine Dachneigung von 30 bis 35 Grad optimal für wirtschaftliche Erträge Ihrer Photovoltaik-Anlage. Ist die Anlage direkt nach Süden ausgerichtet, wirken sich auch größere Abweichungen vom idealen Neigungswinkel nur geringfügig aus, die Verluste bewegen sich im mittleren einstelligen Prozentbereich. Je weiter die Ausrichtung von der Südrichtung abweicht, umso gravierender wirkt sich eine zu steile Dachneigung aus. Das bedeutet: Je mehr Ihre Anlage nach Osten oder Westen ausgerichtet ist, umso flacher sollte die Neigung sein.

Süddächer haben meistens die optimale Ausrichtung

Die meisten Schrägdächer eignen sich bei weitgehender Ausrichtung nach Süden auch für Photovoltaikanlagen. Je stärker die Ausrichtung vom Süden abweicht, umso größer sind die Effekte unpassender Neigungswinkel.

Neigung durch Aufständerung optimieren für Photovoltaik

Bei der Installation einer Photovoltaikanlage ist nicht allein die Dachneigung wichtig, sondern vielmehr die Neigung der Solarmodule. Bei Schrägdächern sind beide Neigungswinkel erst einmal gleich, weil die Module meistens parallel zum Dach montiert werden. Durch eine entsprechende Aufständerung kann eine zu flache Neigung des Daches ausgeglichen werden. Dabei richtet die Metallkonstruktion die Module entsprechend der optimalen Neigung auf. Bei Flachdächern werden die Module grundsätzlich durch ein Metallgestell auf den optimalen Neigungswinkel aufgestellt, um die fehlende Neigung des Daches auszugleichen.

Aufständerung auf Schrägdächern

Als Alternative zur parallelen Montage der Solarmodule zum Schrägdach gibt es zwei Möglichkeiten der Aufständerung:

  • Müssen nur kleine Differenzen im Bereich von 5 bis 7 % ausgeglichen werden, können die Solarmodule mit Trapezblechen aufgeständert werden. Die Befestigung der Module erfolgt über Trapezblechschellen.
  • Größere Neigungswinkel lassen sich über Dreieckstützen realisieren. Für die nötige Stabilität werden die Stützen durch querverlaufende Montageträger verstärkt.

Aufständerung auf Flachdächern

Auf das Flachdach werden Stützensysteme im gewünschten Winkel montiert, die die Solarmodule aufnehmen. Ist eine hohe Windlast zu erwarten, kommen Aufständerungen mit Rückwandverkleidung zum Einsatz.

Tipp: Bei begrünten Flachdächern werden Stützen mit erhöhter Bodenfreiheit verwendet, um ausreichend Distanz zwischen Solarmodul und Bewuchs zu gewährleisten.

Aufständerung auf Garagen oder Carports

Für diese Dächer sind einzelne Module mit integriertem, ausklappbarem oder starrem Dreiecksrahmen erhältlich. Um eine optimale Neigung zu erzielen, sollten die Rahmen flexibel anpassbar sein.

Nachführsysteme für Photovoltaikanlagen

Mit einem Nachführsystem lässt sich der optimale Neigungswinkel wie auch die Ausrichtung der Solarmodule an die Jahreszeit anpassen. Die Systeme sorgen dafür, dass sich die Solarmodule in ihrer Ausrichtung über das Jahr hinweg der Sonnenbahn angepasst. Ein entsprechendes Nachführsystem kann ein- oder zweiachsig sein und so die Module vertikal und/ oder horizontal drehen.

Nachführsysteme bestehen aus beweglichen Gestellen, die über Motoren die Solarmodule optimal ausrichten. Dies geschieht über eine Steuerung. Man unterscheidet dabei astronomische Steuerungen, die den errechneten Sonnenstand der Jahres- und Tageszeit am Standort zugrunde legen und die Sensorsteuerung, bei der ein Einstrahlungssensor nach der optimalen Strahlung sucht und Module entsprechend bewegt. Besonders in Regionen mit sehr wechselhaften Witterungsbedingungen liefern sensorgesteuerte Nachführsysteme die besten Ergebnisse.

  • Einachsige Nachführsysteme sind in einer Richtung beweglich – also entweder horizontal zur Optimierung der Ausrichtung oder vertikal zur Optimierung der Dachneigung.
  • Zweiachsige Nachführsysteme passen die Solarmodule sowohl in Ihrer Neigung als auch in Ihrer Ausrichtung an den Sonnenstand an und stellen damit bei jedem Wetter und zu jeder Jahreszeit optimale Stromerträge sicher.

Mit einem Nachführsystem kann der Ertrag Ihrer Photovoltaikanlage um bis zu 40 % Prozent verbessert werden. Allerdings sind diese Systeme teuer und aufwendig zu warten, eine Photovoltaikanlage mit Nachführsystem kostet bis zu 35 % mehr. Im Vergleich zu den hohen Kosten für Photovoltaik ist ein solches System nicht in jedem Fall lohnenswert. Deshalb sollten Sie genau prüfen, ob sich diese Investition für Ihre PV-Anlage lohnt. In Deutschland und ganz Mitteleuropa gibt es außerdem einen hohen Anteil an diffuser Sonneneinstrahlung, sodass auch bei nicht immer optimaler Dachneigung und Ausrichtung ein guter Stromertrag erzielt wird. Der Einfluss von Verschattung auf den optimalen Ertrag ist grundsätzlich höher einzuschätzen als der Einfluss der Dachneigung.

Eine optimale Installation sollten Sie immer einem Fachbetrieb überlassen. Dieser berät Sie auch über die Notwenigkeit und Wirtschaftlichkeit eines Nachführsystems. Weitere Informationen zum Einfluss der Himmelsrichtung finden Sie im Beitrag über Photovoltaik und Dachausrichtung.

Wie kann ich die Neigung meines Dachs berechnen?

Um Ihre Dachneigung zu berechnen, messen Sie von einem beliebigen Punkt aus die Länge und Höhe für ein rechtwinkliges Dreieck aus, am einfachsten geht dies in einem begehbaren Dachboden mit direktem Zugang zur Dachschräge. Für ein konkretes Ergebnis ist die Einhaltung des rechten Winkels entscheidend, diesen legen Sie zum Beispiel mit einer Wasserwaage oder einem Winkelmesser fest. Anschließend berechnen Sie aus den Maßen den Winkel zwischen Gerade (Geschossdecke) und Dachschräge mit dem Satz von Pythagoras (a²+b²=c²) und der Sinusfunktion Ihres Taschenrechners.

Lohnt sich ein Nachführsystem für meine private Photovoltaikanlage?

Nachführsysteme sind in der Regel umso wirtschaftlicher, je größer die PV-Anlage ist. Für private Anlagen auf einem annähernd nach Süden ausgerichteten Dach und der Neigung von 30 bis 35 % ist ein Nachführsystem in vielen Fällen eine verzichtbare Investition.

Was ist die diffuse Sonneneinstrahlung?

Dies ist der Anteil der Sonnenstrahlen, die nicht direkt von der Sonne auf die Erde strahlt, sondern durch Einstrahlwinkel, Wolken, Luftfeuchtigkeit und Luftverschmutzung gestreut wird. Die Solarmodule können auch aus der Diffus-Strahlung Strom erzeugen.

Auf welchen Neigungswinkel beziehen sich die Ertragsangaben der PV-Anlagenhersteller?

Die Ertrags- und Leistungsangaben der Hersteller beziehen sich immer auf eine optimale Dachneigung sowie die optimale Ausrichtung der Solarmodule bei idealer Wetterlage. Weichen diese Parameter ab, verändert sich auch der Ertragswert Ihrer Anlage.

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Erfahrungen & Fragen zum Thema Photovoltaik

Kombination von Nachtspeicherheizung und Solaranlage

Ist eine Solaranlage bei Nachtstromspeicherheizung möglich und sinnvoll bei ca. 10.000 KWh Stromverbrauch?
Antwort eines Haus&Co Experten

Ja, das kann eine sinnvolle Kombination sein - besonders, wenn Sie bei der Elektroheizung bleiben wollen. Sie benötigen auf jeden Fall einen Solarstromspeicher - da Sie den Strom dann tagsüber erzeugen, wenn die Nachtspeicherheizung gerade nicht vorheizt. Generell ist der Eigenverbrauch - dank sinkender Einspeisevergütung - stark in den Fokus gerückt. Da Solarstromspeicher auch aktuell noch von der KfW gefördert werden, würde ich da auf jeden Fall einmal ein Angebot anfragen.

Sie können sich das hier einmal kalkulieren (da ich keine Angaben zur verfügbaren Dachfläche habe): https://www.solaranlagen-portal.com/photovoltaik/kosten

Einphasiger oder dreiphasiger Wechselrichter? Welche Vor- und Nachteile gibt es? Was passt du meiner Anlage?

"Einphasiger-", oder "Dreiphasiger-Wechselrichter"? Klar ist die Berechnung der Einspeisung mittels einem saldierendem Zähler gewährleistet. Aber wie verhält es sich mit der Auslastung der Phasen? Eine einphasige Einspeisung bei eine dreiphasigen Verteilung (Ph1: Keller, Ph2: Erdgeschoss, Ph3: Obergeschoss. Da die Einspeisung nur auf die Phase "Obergeschoss" mit wenigen Verbrauchern angeschlossen ist? Habe ich noch einen Vorteil, da die weiteren Phasen ja nicht von der PV-Anlage bedient werden. Einspeisevergütung (nur 12,4): Ja, aber ich will maximalen Eigennutz bei 24,8 ct/kwh.
Antwort von Elektrotechnik Tim Frischling

Es ist nur eine maximale Schieflast von 4,6kW zu gewährleisten.
Wo die PV-Anlage angschlossen ist, ist "relativ egal", da, wie bereits richtig erwähnt die Zähler saldieren.

Auf den gemessenen Eigenverbrauch hat dies keine Auswirkung.

Kann ich zwei Strings mit verschiedener Anzahl von Modulen und unterschiedlicher Dachausrichtung an einen Wechselrichter anschließen?

Kann ich zwei Strings mit verschiedener Anzahl von Modulen und unterschiedlicher Dachausrichtung (einmal Süd und einmal Ost) an einen Wechselrichter, kein Multiwechselrichter anschließen?
Antwort von Solarsysteme Sachsen GmbH

Anschließen können Sie die Strings erst mal. Aber Sie werden weniger Ertrag haben, da der MPP-Tracker (Regler, der den Punkt der maximalen Leistung auf der Kennlinie sucht), diesen Punkt nicht finden kann. Die Kennlinie ist eine Strom-Spannungskennlinie. Wenn Sie zwei Strings mit unterschiedlicher Modulanzahl haben, dann haben die beiden Strings eine unterschiedliche Spannung. Und wenn die Module auf Dachflächen mit unterschiedlichen Ausrichtungen verteilt sind, dann erzeugen die Module unterschiedlich hohe Ströme (der Strom ist abhängig von der Einstrahlung).

Sollten Sie noch Fragen haben, können Sie sich gern auch telefonisch an uns wenden
Mit freundlichen Grüßen,
Sylvia Radisch-Siebert
Solarsysteme Sachsen GmbH

Photovoltaik Freiflächenanlage: Kosten, Förderung und Rentabilität?

Als Erbengemeinschaft von 3 Geschwistern besitzen wir in der Gemarkung Hösbach eine ebene Fläche Agrarland von 10 700 Quadratmetern mit einer erweiterbaren Fläche von weiteren 5 000 Quadratmetern Ackerland unmittelbar parallel im direkten Anschluss. Diese zusätzlichen 5 000 Quadratmeter sind im Besitz von zwei unserer Cousinen. Auf unserem Gelände befindet sich auch ein Hochspannungsmast . Derzeit werden die Grundstücke aufgefüllt mit Erdaushub (fast beendet) bedingt durch vorherigen Kalkabbau. Sowohl die Erbengemeinschaft als auch unsere Cousinen ( zusammen dann als Interessengemeinschaft), sind interessiert an einem Angebot für eine Photovoltaikanlage auf dieser Freifläche von insgesamt 1, 5 Hektar Land . Meine Fragen sind : 1) Was sind die Investitionskosten für eine solche Anlage ? 2) Welche Fördermittel (falls zutreffend) gibt es möglicherweise für solche Projekte. 3) Was wäre die Rentabilität und die Dauer für das Amortisieren einer solchen Investition? Für eine Antwort und Kontaktaufnahme wäre ich Ihnen dankbar. Mit freundlichen Grüßen Peter Hufgard
Antwort von PV Montagen G. Vijayakumar

Es werden mehr Daten Benötigt, daß ist das erste. Denn es steht zum Beispiel die Frage im Raum ob das Erdreich welches grad aufgefüllt wird auch verdichtet wird. Und wie sehr es verdichtet wird. Und nun zur Puntuellen Beantwortung Ihrer Fragen.

1) Die Investitionskosten für solch eine Anlage müssen vorab (nach Inaugenscheinnahme des Geländes sowie Geologisches Gutachten (z.B) erst Berechnet werden wenn mehr Details vorliegen würden.

2) Fördermittel gibt es von der Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW) in dem Maße das es sich, so gesehen um Geldtauscherei handelt.

3) Die Rentabilität einer Anlage von dieser Größe steht ausser Frage. Denn die Energiepreise werden nicht sinken von Jahr zu Jahr sondern eher wird das Gegenteil der Fall sein. Unter Bezugnahme auf das Vorgenannte ergibt sich auch keine Haltbare Aussage über die Dauer der Amortisierung der Anlage.

Nun konnte ich Ihnen leider nicht wirklich weiterhelfen, stelle es Ihnen jedoch anheim mich zu Kontaktieren. Denn die Thematik einer solchen Anlage ist komplexer als das es sich darstellt. Eine reine Angabe der Verfügbaren Fläche ist Dahingehend nicht wirklich Ausreichend.

Viele Grüße

Holger Gerhardt

Neuer Zählerschrank bei Installation einer Photovoltaikanlage?

Liebe Experten, ich denke darüber nach mir eine PV-Anlage aufs Dach zu setzen. Ein Bekannter meinte aber, dass ich dazu auch einen neuen Zählerschrank installieren lassen müsste und, dass das teuer würde. Stimmt das? Muss ein neuer Zählerschrank installiert werden? Und wenn ja was kostet das?
Antwort von Arnold Dach und Solar GmbH

Es muss nicht generell ein neuer Zählerschrank installiert werden.
Nur wenn der vorhandene Zählerschrank nicht mehr den aktuellen Richtlinien entspricht, oder wenn keine neue Messeinrichtung (z.Bsp. digitaler Stromzähler) mehr eingebaut werden kann, weil eine fachgerechte Nachrüstung (z.Bsp. Zählertafel) nicht mehr möglich ist.
Genaue Auskunft kann man beim zuständigen Netzbetreiber erfragen.

Smart Grid ready Funktion: Was bedeutet das?

Kann mir hier jemand den Begriff "Smart Grid ready Funktion" für die Speicherung von Energie mit intelligenter Steuerung erklären? Vielen Dank für die Hilfe!
Antwort eines Haus&Co Experten

Smart Grid-Geräte eröffnen interessante Vernetzungsmöglichkeiten. Beispielsweise können Smart Grid-fähige Wärmepumpen über eine Schnittstelle auf einen Überschuss an Solarstrom reagieren. Stromnetzbetreiber können über die integrierte Smart Grid-Schnittstelle den Stromspeicher direkt ansteuern und die Stromnetze stabilisieren und entlasten. Mit einem solchen Schwärmenetz können Erzeugung und Verbrauch noch weiter entkoppelt werden: Überschüsse, die im Sommer erzeugt werden, können im Winter genutzt werden. Dazu finden Sie auch Infos hier: https://www.solaranlagen-portal.com/photovoltaik/stromspeicher

Lohnt sich eine PV-Anlage bei Ost-West-Ausrichtung des Hauses?

Ich interessiere mich für die Inbetriebnahme einer eigenen Solaranlage. Nun frage ich mich aber, ob sich eine PV-Anlage bei Ost-West-Ausrichtung des Hauses überhaupt lohnt? (Satteldach, ca. 45°)
Antwort von ELEKTRO-HAUSMANN

Hallo,

kann ich nur empfehlen. Wir erhöhen damit die Sonnenstunden für die PV-Anlage und können
damit den Eigenverbrauch, über den sich die PV-Anlage zuerst rechnet optimieren. Gleichzeitig
können wir mit der 70% Regel zusätzliche Kosten für einen Rundsteuerempfänger sparen.
Deshalb Ost-West.

Gruß
G.Hausmann

PV-Anlage selber installieren

Besteht die Möglichkeit eine PV-Anlage der Größe 1 bis 2 KW selbst bei einem Anbieter zu kaufen und selber auf meinem Hausdach zu installieren? Wie muss die Anlage angemeldet werden und muss die Anlage durch eine Fachkraft abgenommen werden? Oder kann die Anlage auch ohne Anmeldung betrieben werden (da sehr geringe Leistung zum Eigenverbrauch)?
Antwort von synertec

Grundsätzlich besteht die Möglichkeit eine PV-Anlage selbst zu montieren. Vorrausetzung ist neben dem handwerklichen Geschick und keine Angst vor Höhe auch eine Absicherung durch ein Gerüst, welches auch die Arbeit erleichtert. Trotzdem sollte ein Fachmann Sie unterstützen bei den einzelnen Arbeitsschritte, somit ist eine sichere Montage gewährleistet und Montagefehler ausgeschlossen. Für den Stranganschluß wird spezielles Montagewerkzeug benötigt um die Steckverbinder sicher zu vercrimpen. Unsere Fachpartner können Sie bei der Montage unterstützen.

Die wechselstromseitige Einbindung der PV-Anlage muß durch einen Elektromeister erfolgen, er kümmert sich auch um die Anmeldung beim Netzbetreiber, ebenso bei der Abnahme durch den Netzbetreiber.

Eine Anlage ohne Anmeldung zu betreiben würde ich nicht empfehlen. Wollen Sie keinen Überschußstrom einspeisen muß zumindest ein neuer Zähler mit Rücklaufsperre eingebaut werden.
Bedenken Sie dabei, das der Überschußstrom dann kostenlos ins Netz des Netzbetreibers eingespeist wird. Das wird durchaus auch bei einer kleineren Anlage passieren.

Es gibt aber durchaus die Möglichkeit eine PV-Anlage ohne oder teilweise ohne Finanzamt zu betreiben. Hier können wir Ihnen beim Kauf einer Anlage weiterhelfen. Für weitere Fragen stehen wir Ihnen gerne telefonisch zur Verfügung.

Mit sonnigen Grüßen.
snertec

Muss ich meinen selbst erzeugten und verbrauchten Strom versteuern?

Ich habe im Febr. 2016 eine Photovoltaikanlage (7,1 Kwp) mit Speicher installiert. Von der Kleinunternehmerregelung habe ich keinen Gebrauch gemacht, also die gezahlte Mwst. rückerstattet bekommen und monatlich eine Umsatzsteuervoranmeldung gemacht. Muss ich nun den selbst verbrauchten Strom versteuern und wenn ja, zu welchem Kw/h-Preis?
Antwort von Greentec-Solar GmbH

Hallo,

Eigenverbrauch ermitteln und mit dem Stromtarif der aktuellen Stromrechnung multiplizieren.
Aus diesem Betrag den Anteil der MwSt ermitteln und bei der Umsatzsteuererklärung anzeigen.
Den Netto-Betrag aus dem
Eigenverbrauch als Einnahme der PV-Anlage bei der Gewinn-Verlustrechnung einbeziehen
und den Gewinn aus der PV-Anlage bei der Einkommensteuererklärung angeben.

das nur als grobe Aussage, genaues sagt der Steuerberater oder das Finanzamt.
Alle Angaben nach besten Wissen, ohne Gewähr.

Hoher Stromverbrauch trotz PV und Einspeisung: Wo liegt die Ursache?

Wir haben ein Einfamilienhaus mit 4 Personen. Nach unseren Zählern verbrauchen wir 5000kWh/Jahr Strombezug aus Netz, wir speisen ca. 6000-7000kWh ein und haben laut Ertragszähler ca. 9500-10000kWh Gesamt PV Ertrag. Nach dieser Rechnung hätten wir einen Gesamt-Stromverbrauch von fast 8000 kWh/Jahr. Ich kann das fast nicht glauben. Es sind jedoch seit unserem Einzug seit 3 Jahren die ungefähr gleichen Messwerte. Wo liegt hier das Problem? Wir hatten auch davor in unserer Wohnung nie einen solch hohen Wert. Ich vermute mittlerweile, dass es ein Problem mit den Zählern ist? Wir haben einen kombinierten Zähler für Bezug/Einspeisung der Netze mit wechselnder Anzeige (elektronisch). Der PV Zähler sitzt auch im Kasten, ist aber separat.
Antwort von Ingenieurbüro Energieexperten-Südwest

Ich vermute mal, dass Sie schlicht und ergreifend große Stromverbraucher haben. Da müssen Sie schon auf die Suche gehen. Was ist anders als in der früheren Wohnung? Zusätzliche Geräte? Gefriertruhe? Computer im Dauerlauf?
Wie wird das Haus denn eigentlich beheizt (Wärmepumpe mit el. Heizstab?) und wie wird warmes Wasser erzeugt?

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