Photovoltaik-Montage: PV-Module richtig befestigen

Aufgrund der Vielzahl an Dachformen und -eindeckungen gibt es viele verschiedene Systeme zur Befestigung von PV-Modulen auf dem Dach. Die Anbringung und Montage erfordern eine sorgfältige Planung, die auf das jeweilige Dach abgestimmt ist. In diesem Ratgeber erfahren Sie, wie Sie Solarmodule richtig befestigen.

Welche Dächer eignen sich für die Montage einer PV-Anlage?

Grundsätzlich eignen sich alle Dächer für die Montage einer PV-Anlage, unabhängig davon, ob es sich um ein Ziegeldach, Metalldach, Blechdach oder Bitumendach handelt. Wichtig ist, dass genug Aufstellungsfläche für die PV-Anlage vorhanden ist. 

Wie werden PV-Module befestigt?

Die häufigste Montageart von PV-Modulen in Deutschland ist die Aufdach-Montage auf Schrägdächern, die wir im Folgenden näher erläutern werden. Alternativ sind eine Indach-Montage oder die Verwendung von Solardachziegel möglich.

• Bei der Aufdachmontage werden die Solarmodule auf den Dachziegeln befestigt.
• Bei der Indachmontage wird die Dacheindeckung durch PV-Module ersetzt;
• Solardachziegel verfügen über integrierte Solarzellen, sodass sich die Photovoltaikanlage nahtlos in das Gesamtbild des Daches einfügt.

Auf Flachdächern wird die PV-Anlage auf einem geeigneten Montagesystem in Form eines erhöhten Rahmens installiert. Dadurch ist die Ausrichtung und die Neigung zur Sonne frei einstellbar, Verschattungen werden vermieden und der Stromertrag maximiert.

PV-Module werden in der Regel im Hochformat auf dem Dach installiert - diese Ausrichtung nennt man Portrait. Die Querformatmontage wird als Landscape bezeichnet. Die horizontale Montage der Module ist vorteilhaft, um Verschattungsverluste zu reduzieren oder die Dachflächenausnutzung zu maximieren. 

Dachhaken setzen

Metallhaken werden auf die Dachsparren geschraubt, um die Dacheindeckung zu stützen. Sie werden normalerweise durch die Dachziegel hindurchgeführt. Die Art und Anzahl der Dachhaken richtet sich nach der Form der Ziegel, dem Gewicht der Module und der Belastung durch Wind und Schnee. Solardachhaken sollten auch in der Höhe verstellbar sein, um Unebenheiten auszugleichen. In der Regel sind drei bis vier Haken pro Modul notwendig.

Wenn Sie ein Blechdach haben, verwenden Sie anstelle von Dachhaken lange Schrauben, sogenannte Stockschrauben. Diese Schrauben gehen durch das Blech und werden genau wie Dachhaken an den Sparren befestigt. Eine andere Möglichkeit ist die Verwendung spezieller Befestigungssysteme für Bleche, bei denen kurze und kompakte Montageschienen direkt auf das Blech geschraubt werden. Diese Systeme sind kostengünstig, einfach zu montieren und sparen Zeit. 

Schienen anbringen

Zur Befestigung der Solarmodule werden Schienen an den Dachhaken angebracht. Üblich ist die Parallelmontage, bei der eine Lage über den Sparren und eine weitere Lage im rechten Winkel darüber verlegt wird. Dies erhöht die Belüftung der Solarmodule. Allerdings ist es wichtig, einen übermäßigen Windsog zu vermeiden. Sowohl bei einlagigen als auch bei zweilagigen Systemen werden leichte Aluminiumschienen verwendet, um die Dachlast zu minimieren.

Bevor Sie die Solarmodule am Aluminiumrahmen befestigen, müssen Sie die Solarkabel unten mit den vorhandenen Solarsteckern verbinden. Bei der Verkabelung auf der Gleichstromseite ist es wichtig, dass Kabel und Stecker auf dem Dach und am Wechselrichter vor Wind, Schnee, Eis und möglichen Schäden geschützt sind. Für zusätzliche Sicherheit und Schutz verwenden Sie Kabelbinder.

Klemmen befestigen

Die PV-Module werden mit Mittelklemmen und Endklemmen auf dem Schienensystem befestigt. Mittelklemmen sichern die dazwischen liegenden Module, während Endklemmen das letzte Modul in einer Reihe sichern. Es gibt Modulklemmen zum Anschrauben und Modulklemmen zum Einstecken in die Schiene. Verschiedene Clip-Optionen erleichtern die Montage.

Welcher Abstand sollte zwischen den Modulen eingehalten werden? 

Zwischen den Modulen wird ein Mindestabstand von 10 mm empfohlen, idealerweise sollte er jedoch 20 mm betragen. Der Abstand variiert je nach Neigungswinkel, Standort und Modulgröße. Den genauen Abstand zwischen den PV-Modulen entnehmen Sie aus dem Installationshandbuch des Montagesystems.

Montage eines Indach-Montagesysteme

Bei einer Indach-Photovoltaik sind die Solarmodule in die Dacheindeckung integriert, anstatt über sie hinauszuragen. Dafür werden die Schienen, auf denen die Module befestigt sind, auf die Dachlatten geschraubt und die Dachziegel um die Module herumgeführt. Somit kann kein Regen in das Dach eindringen. Anders als bei der Aufdach-Montage werden bei der Indach-Montage rahmenlose PV-Module eingebaut.

Montage von Solardachziegeln

Solardachziegel sind Dachziegel, die gleichzeitig als Photovoltaikmodule fungieren. Sie werden entweder nahtlos in das Dach integriert oder dienen als vollständiger Ersatz für die Dacheindeckung. Die Ziegel werden auf die Dachlatten gelegt und miteinander verbunden. Dafür bieten Hersteller zwei Möglichkeiten an: Entweder sind die Ziegel selbst die Photovoltaikmodule, oder es werden kleine Module auf den vorhandenen Ziegeln angebracht.

Senkrechte Montage als Solarfassade

Für die senkrechte Montage als Solarfassade gibt es zwei Möglichkeiten. Die eine besteht darin, die Solarzellen in die Gebäudefassade zu integrieren, sodass sie kaum sichtbar sind. Bei der anderen Möglichkeit werden die Solarmodule an der Außenseite der Gebäudewand aufgehängt. 

Installation eines Freiland-Montagesystems

Bei Freiflächenanlagen werden die Module in Reihen angeordnet, die in der Regel nach Süden ausgerichtet sind. Zwischen den Reihen gibt es Abstände, um eine gegenseitige Verschattung zu vermeiden. Die Solarmodule können sich auch in Ost-West-Ausrichtung ohne große Lücken gegenüberstehen. Dafür wird ein Freiland-Montagesystem mit Erdschrauben oder Betonfundamenten im Boden verankert. Die Module können gerahmt oder ungerahmt sein und werden hochkant oder quer auf dem Tragrahmen montiert. 

Wie verläuft die Montage auf einem Flachdach?

Photovoltaik auf dem Flachdach wird meist auf einer Aufständerung montiert. Die Unterkonstruktion wird anschließend an das Dach befestigt. Die Montage von PV-Modulen auf einem Flachdach ist allerdings herausfordernd und sollte Profis überlassen werden. Welche Art von Aufständerung und Befestigung für die Montage zum Einsatz kommt, hängt vorrangig von der Ausrichtung ab.

• Bis dato wurden PV-Module auf Flachdächern häufig nach Süden ausgerichtet, damit Sie einen maximalen Ertrag erzielen. Dies hat jedoch Nachteile. Die Module müssen weit voneinander entfernt sein, um Abschattungen zu vermeiden. Dadurch geht viel Dachfläche für die Installation von Photovoltaik verloren. Die Montageart ist außerdem anfällig für Wind und nicht gerade ästhetisch ansprechend;
• Sie können die Module flacher montieren, um mehr von ihnen auf einer bestimmten Fläche unterzubringen. Dadurch verringert sich der Wirkungsgrad auf etwa 90 bis 93% des Jahresertrags. Dabei sollte der Neigungswinkel mindestens 12° betragen. Dieser Winkel ermöglicht es dem Regenwasser, die Module einigermaßen sauber zu halten;
• Zunehmend werden PV-Anlagen auf Flachdächer mit einer Ost-West-Ausrichtung montiert. Die Module sind nach Osten und Westen mit einer Neigung von etwa 12° ausgerichtet. Der Wirkungsgrad pro Modul nimmt im Vergleich zu einer flachen Südausrichtung leicht ab und liegt bei etwa 83%. Durch diese Ausrichtung wird die Dachfläche fast vollständig mit Modulen bedeckt. Zwischen den Reihen ist nur eine schmale Wartungsschneise erforderlich. Diese Art der Installation ist weniger windanfällig und bietet eine gleichmäßigere Verteilung der Stromproduktion über den Tag.

Worauf sollte ich sonst noch bei der Montage achten?

Bevor Sie mit der Montage beginnen, sollten Sie die Gebäudestatik prüfen. Sie müssen sicherstellen, dass das Dach die zusätzlichen Lasten der PV-Anlage standhaft trägt. Zudem sollten Sie darauf achten, dass das Dach nicht mit Asbest kontaminiert ist und durch die PV-Anlage keine Brandgefahr entsteht.

Gebäudestatik

Vor der Installation einer PV-Anlage muss die strukturelle Integrität des Gebäudes bewertet werden, wobei die Tragfähigkeit der Dachkonstruktion und der Dacheindeckung für das zusätzliche Gewicht berücksichtigt ist.

Der Gebäudeeigentümer hat die Möglichkeit, das bestehende Dach auf seine Belastbarkeit durch PV-Anlagen zu überprüfen oder die allgemein vorhandenen Tragfähigkeitsreserven zu berechnen. Die Anweisungen und Informationen des Installateurs spielen jedoch eine entscheidende Rolle bei der Bestimmung des für die Photovoltaikanlage zu verwendenden Systems. Im Allgemeinen sind Einfamilienhäuser baulich in der Lage, eine PV-Anlage zu tragen.

Asbestdächer

Ist eine Dachabdeckung älter als 25 Jahre ist, kann sie Asbest enthalten. Asbestdächer dürfen nach der Gefahrstoffverordnung nicht überbaut werden. Dies ist gemäß Gefahrstoffverordnung verboten, da es sich nicht um ASI-Arbeiten handelt. Dieses Verbot gilt auch, wenn auf dem Dach PV-Anlagen installiert sind. Die Nichtbeachtung wird im schlimmsten Fall strafrechtlich verfolgt. Es wird dringend davon abgeraten, asbesthaltige Dächer für PV-Anlagen zu verwenden. Sie sollten diese vor der Installation mit einer neuen Dacheindeckung sanieren.

Brandgefahr

Fehler in der Gleichstromverkabelung stellen ein ernsthaftes Risiko dar, einschließlich Stromschlag und Brand. Ein Lichtbogen, der auf der Gleichstromseite erzeugt wird, erlischt nicht von selbst. Es besteht die Gefahr, dass sich das Feuer im gesamten System und im Gebäude ausbreitet. Um Schäden durch falsch verlegte Kabel in der Nähe scharfer Metallteile zu vermeiden, ist unbedingt auf eine ordnungsgemäße Kabelverlegung zu achten.

Belastbarkeit der Module

Anlagenbesitzer in Regionen mit hoher Wind- und Schneelast sollten bei der Planung der Installation einer Photovoltaikanlage die lokale Wind- und Schneelast berücksichtigen.

• Windlasten stellen für Flachdachanlagen ein größeres Risiko dar. Flachdächer haben eine größere Angriffsfläche für den Wind und können ein Verschieben oder Abheben der Module verursachen. Indachsysteme, bei denen die Module Teil der Dacheindeckung sind, sind weniger windanfällig;
• Minimale Schneelasten auf Photovoltaikmodulen sind kein Problem. Größere Schneemengen können jedoch ein erhebliches Gewicht verursachen und die Oberfläche der Module möglicherweise beschädigen. In schneereichen Regionen erleichtert eine Erhöhung der Module auf dem Dach das natürliche Abrutschen des Schnees. Ist die Schneelast zu groß, ist unter Umständen eine sorgfältige Schneeräumung erforderlich. 

Achten Sie bei der Wahl der Solarmodule auf den Wert der mechanischen Belastbarkeit im Datenblatt. Diese setzt sich aus zwei Zahlen und wird in Pascal (P) angegeben. Die erste Zahl bezieht sich auf die Windlast, die zweite auf die Schneelast. Die Werte von 5400/2400  sind Standard und für die meisten PV-Anlagen in Deutschland ausreichend.

Was kostet die Montage einer PV-Anlage?

Die Montage einer PV-Anlage macht durchschnittlich rund 20% der Gesamtkosten aus. Für ein Einfamilienhaus kostet die Montage einer PV-Anlage zwischen 150 und 200 € pro installiertem kWp. Die konkreten Kosten hängen von der Art der Montage, den örtlichen Gegebenheiten und dem Dach ab.

Wie lange dauert die Montage von Photovoltaik?

Die Montage von Photovoltaik in Einfamilienhäusern dauert im Schnitt zwei bis drei Tage. Je nach Größe der PV-Anlage und Montageaufwand erhöht sich die Montagedauer auf bis zu fünf Tage. Die Montage von Photovoltaik sieht den Transport und die Befestigung der PV-Module sowie die Verkabelung und Inbetriebnahme der Anlage vor.

Kann ich eine Solaranlage selbst montieren?

Es ist möglich, eine Photovoltaikanlage selbst zu montieren. Eine Pflicht zur Beauftragung eines qualifizierten Solarinstallateurs ist nicht vorgeschrieben. Sie können die Solarmodule in Eigenregie befestigen, die Gleichstromverkabelung vornehmen und den Wechselrichter sowie den Überspannungsschutz selbst installieren. Allerdings müssen Sie spätestens für die Inbetriebnahme und den Netzanschluss einen Elektriker beauftragen. 

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