Photovoltaik & Witterung – Schneelast, Windlast

9. November 2020
Wind und Schnee machen Photovoltaikanlagen zu schaffen. Damit auch schwierige Witterungsbedingungen keinen Schaden an der Anlage verursachen, müssen diese bereits bei Planung und Statik miteinkalkuliert werden. Wie Betreiber und Interessenten Anlagen schützen können und richtig auf Umwelteinflüsse reagieren, zeigt dieser Artikel. Erfahren Sie mehr darüber, wo Sie professionelle Hilfe bekommen, um die Schneelast und Windlast für Ihre Region zu bestimmen.
Dieser Artikel wurde erstellt von:
Oliver Wulf, Redakteur www.Solaranlagen-Portal.com
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Schneelast auf Photovoltaikanlagen

Fällt besonders viel Schnee und ist dieser sehr nass, wirkt ein hohes Gewicht auf die Anlage, insbesondere auf die Module, die durch die hohen einwirkenden Kräfte beschädigt werden können. Für Photovoltaik Anlagenbetreiber und Interessenten ist es daher wichtig, das Schneeaufkommen mit in die Planungs- und Betriebsphase einzubeziehen. Für eine annähernd genaue Berechnung ist Deutschland in vier Schneelastzonen eingeteilt.

Hinsichtlich der Belastbarkeit müssen zum einen die Photovoltaikmodule selbst, zum anderen die Montagesysteme entsprechend ausgewählt werden. In den technischen Dokumentationen sind die jeweils zulässigen Maximallasten auf die Solarmodule als Flächendruck in Pascal angegeben. Ebenso geben die Hersteller der Montagesysteme die maximal zulässigen Kräfte an. Dabei spielen vor allem die Befestigungselemente eine Rolle, denn diese bestimmen durch ihre Art und Anzahl, wie standfest das System sich bei größeren Schneemengen erweist. Schließlich muss auch das Dach selbst den Lasten standhalten. In der Regel ist dies jedoch bei intakten Dächern kein Problem, denn diese sind ohnehin bereits entsprechend auf die Schneelastzonen abgestimmt. Lediglich alte oder defekte Dächer können in diesem Fall Schaden nehmen, bzw. die Lasten nicht mehr tragen.

Jedes Grad zählt!

Positiv auf die Schneelast wirkt sich die Dachneigung der Photovoltaikanlage aus. Je höher die Neigung, umso mehr reduziert sich die Last, da der Schnee besser abrutschen kann. Dies gilt insbesondere für Flachdächer, aber auch dann, wenn beim Steildach eine Neigung von 30 Grad unterschritten wird, lohnt sich eine Aufständerung. Jedes Grad mehr zählt – nicht nur für das Abrutschen des Schnees, sondern auch für höhere Erträge in den sonnenreichen Monaten.

Schnee ist nicht gleich Schnee

Wie stark eine Photovoltaikanlage durch Schnee belastet wird, hängt nicht nur von der Menge des Schnees ab, sondern auch von seiner Art. So ist frisch gefallener Pulverschnee aufgrund seines geringen Gewichts kaum ein Problem. Wird der Schnee nass und verdichtet sich, kann sich das Gewicht bei gleichem Volumen dagegen leicht verzehnfachen. Die Konstruktion muss deshalb auf den „schlimmsten Fall“ ausgerichtet werden, damit auch die ungünstigsten Bedingungen keine Schäden anrichten.

Grundsätzlich kann der Schnee auf entsprechend dimensionierten Anlagen liegen bleiben, da im Winter ohnehin nur mit geringen Erträgen zu rechnen ist. Bei besonders hohem Schneeaufkommen sollte der Schnee jedoch vom Dach entfernt werden, um Schäden zu vermeiden. Dabei ist es wichtig, umsichtig vorzugehen und entsprechende Sicherheitsvorkehrungen und geeignete Räumwerkzeuge zu verwenden.

Die Schneelastzonen in Deutschland

Deutschland ist nach DIN EN 1991-1-3 (2010-12) in fünf Schneelastzonen eingeteilt mit jeweils charakteristischen Schneelasten in kN/ m², die bis zu einer bestimmten Höhe gelten. Darüber hinaus gibt es einige Orte mit besonderen Schneelasten, für die der Wert der Zone um einen bestimmten Faktor erhöht wird. Zusätzlich zu den durchschnittlichen Lasten in den verschiedenen Zonen muss die Dachform zusätzlich rechnerisch mitberücksichtigt werden. Diese Aufgabe übernimmt der Statiker, der die Standfestigkeit der Photovoltaik-Anlage berechnet .

Am wenigsten Schnee ist in einem Großteil Nordrhein-Westfalens, entlang des Rheins, im östlichen Bayern sowie im Westen Baden-Württembergs zu erwarten, die schneereichsten Gebiete Deutschlands sind der mittel- bis südöstliche Raum im südlichen Sachsen bis zur Südspitze Bayerns sowie die Bundesländer Thüringen und Mecklenburg-Vorpommern. In welcher Zone Sie sich befinden, können Sie auf der Internetseite SchneeLast.info ganz einfach per Postleitzahlensuche herausfinden oder bei der zuständigen Behörde erfragen.

Schneelast Photovoltaik


Von Störfix - Selbst fotografiert, CC BY 2.5, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=46...

Windlast auf Photovoltaikanlagen

Windlast stellt für Photovoltaikanlagen, die Aufdach installiert sind, das ganze Jahr über eine Gefahr dar. Denn die Kraft des Windes wird nicht mehr direkt von der Dachkonstruktion aufgenommen, sondern trifft voll auf die vorgelagerte Anlage. Die Solarmodule bremsen die Windgeschwindigkeit und ein Windsog entsteht an der Rückseite der Anlage. Dieser Sog kann je nach Windstärke so hoch sein, dass ein Solarmodul vom Dach gerissen wird, auf der anderen Seite können die Module durch den Winddruck gegen das Dach gedrückt werden. In beiden Fällen drohen ernsthafte Schäden.

Bei der Montage der Photovoltaikanlage sind daher folgende Punkte besonders wichtig:

  • An den Eckbereichen des Daches, an denen der Sog besonders hoch ist, müssen viele Dachbefestigungen für zusätzlichen Halt angebracht werden.
  • Je höher die Windlast, umso größer sollte der Abstand vom Dachrand gewählt werden.
  • Bei der Wahl des Abstands zwischen den einzelnen Solarmodulen muss ein Mittelweg zwischen einer guten Hinterlüftung und einer möglichst geringen Sogbelastung durch den Wind eingeschlagen werden.
  • Wird die Anlage in einer Gegend mit großer Wind- oder Schneebelastung aufgestellt, müssen entsprechend stabile Module und Montagesysteme gewählt werden.

Wo entsteht die Windlast?

Winddruck entsteht auf der dem Wind zugewandten Seite der Photovoltaikanlage, also auf die Modulflächen. Windsog auf der abgewandten Seite.

Die Windlastzonen in Deutschland

Der Wind weht in Deutschland unterschiedlich stark. Nach DIN 1055-4 ist das Land in vier Zonen eingeteilt, die eine erste Orientierung zur vermutlichen Windlast an Ihrem Standort ermöglichen. Regional und örtlich kann die Lage allerdings auch anders sein. So ist eine Anlage auch in einer Zone mit wenig Wind stärker belastet, wenn sie auf einer Anhöhe errichtet wird. Deshalb ist es wichtig, auf jeden Fall ein Windlastgutachten vor der Planung der Photovoltaikanlage einzuholen. Für die einzelnen Zonen ist zum einen die durchschnittliche Windgeschwindigkeit in m/ s, zum anderen die Druckbelastung auf die Anlage durch den Wind in kN/ m² angegeben.

  • Der größte Bereich von Mittel- und Süddeutschland fällt in die Windlastzone 1. Dort beträgt die durchschnittliche Windgeschwindigkeit 22,5 m/s. Die Druckbelastung liegt bei 0,23 kN/m².
  • In der Windlastzone 2, zu der Nordrhein-Westfalen und das nördliche Mittel- und Ostdeutschland zählen, beträgt die durchschnittliche Windgeschwindigkeit 25 m/ s, die Druckbelastung 0,39 kN/ m².
  • Das nördliche Mecklenburg-Vorpommern sowie das Weser-Ems-Land zählt zur Windlastzone 3. Dort beträgt die durchschnittliche Windgeschwindigkeit 27 m/ s, die Druckbelastung 0,47 kN/ m².
  • Am stärksten weht der Wind in der Windlastzone 4 in Küstennähe mit Geschwindigkeiten bis 30 m/ s und einer Druckbelastung von 0,56 kN/ m². Zu dieser Zone gehören das nordwestliche Niedersachsen, das nördliche Schleswig-Holstein sowie die Ostseeinseln.

Muss man auch bei ins Dach integrierten Modulen die Windlast berechnen?

Nein, in diesem Fall bieten die Photovoltaikmodule dem Wind keine Angriffsfläche, da sie direkt in der Dachebene liegen. Die Schneelast muss allerdings trotzdem berücksichtigt werden.

Banken und Versicherungen verlangen Berechnungsnachweis!

Banken, Versicherungen und auch die Energieversorgungsunternehmen fordern in vielen Fällen ein Gutachten über die Wind- und Schneelasten sowie einen Nachweis über die Einhaltung der Planungs- und Montagevorkehrungen, um sich finanziell und funktional abzusichern. Diesen Nachweis liefert der Hersteller, bzw. die Montagefirma.

Persönliche Gutachten zur Windlast und Schneelast können Sie beim Deutschen Wetterdienst in Auftrag geben. Auch der Photovoltaik Fachbetrieb vor Ort hilft Ihnen bei der Berechnung weiter, damit ein einwandfreier Betrieb über viele Jahre gewährleistet ist. Weitere Informationen zu Vorsorgemaßnahmen finden Sie im Bericht über Versicherungen für Photovoltaikanlagen.

Wo kann ich ein Gutachten zur Wind- und Schneelast für meine PV-Anlage beauftragen?

Persönliche Gutachten zur Windlast und Schneelast können Sie beim Deutschen Wetterdienst in Auftrag geben. Auch der Photovoltaik Fachbetrieb vor Ort hilft Ihnen bei der Berechnung weiter.

Was sagen Tools zur Windlastberechnung aus dem Internet aus?

Mit diesen Tools können Windlasten an speziellen Orten berechnet werden. Die Werte sind Näherungswerte und dienen der Orientierung für die Dimensionierung der Photovoltaikanlage.

Warum verlangen die Energieversorger einen Nachweis zur Wind- und Schneelast?

Die EVU müssen gewährleisten, dass die Stromversorgung aus dem öffentlichen Netz reibungslos funktioniert. Ist eine wind- und schneelastanfällige Photovoltaikanlage angeschlossen, kann dies zu Stromausfällen und Schäden führen.

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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 MICO-Energieberatung

Wenn Sie einen Wechselrichter mit zwei MPP-Trackern haben, ist das kein Problem.
Der Maximum Power Point (MPP) eines Solarmoduls beziehungsweise eines Strings ist der Punkt der Strom-Spannungs-Kennlinie, an dem das Solarmodul die höchste Leistung erbringt. Der MPP-Tracker hat nun die Aufgabe, den Maximum Power Point zu ermitteln, da dieser von der Sonneneinstrahlung, der Temperatur und individuellen Moduleigenschaften abhängig ist und sich somit ständig ändert.
Ich hoffe, ich konnte Ihnen damit helfen, sonst melden Sie sich einfach.

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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