Photovoltaik Montage: So funktioniert die Installation

Aufdachanlagen sind die häufigste Art der Photovoltaik Montage.

1. Im ersten Schritt wird berechnet, an welchen Stellen am Dach ein Dachhaken notwendig ist, um die Solarmodule zu montieren. Es können nur Stellen gewählt werden, an denen Dachsparren verlaufen.
2. Daraufhin werden die ausgewählten Dachziegel vorübergehend aus dem Dach entfernt. So werden die Dachsparren freigelegt.
3. Die Dachhaken werden dann an ihren Ankerplatten mit einem Dachsparren verschraubt. Ankerplatten sind flache Metallplatten, die am Bügel des Dachhakens verschweißt sind. Durch Löcher in der Ankerplatte können die Schrauben in die Sparren gedreht werden.
4. In die Dachpfannen wird unten eine kleine Aussparung gefräst. So kann der Dachhaken problemlos zwischen den Ziegeln sitzen.
5. Nun werden die Dachziegel wieder eingesetzt. Die Aussparung ist nicht mehr sichtbar. Vereinzelt nutzen Fachbetriebe auch Metallplatten, die anstelle der Ziegel wieder eingesetzt werden.
6. Sind alle Dachhaken gesetzt, werden die Montageschienen in die U-förmige Halterung des Hakens gelegt und verschraubt.
7. Anschließend werden die Solarmodule auf die Schienen gelegt.
8. Dort werden sie mit Hilfe von Modulklemmen sicher befestigt. Die Klemmen sitzen in den Schienen zwischen den Panels. Mit zwei Armen halten sie die Module links und rechts von sich fest.

Im Folgenden sind die Vor- und Nachteile von Aufdach-Photovoltaik im Vergleich zu den anderen Montagearten gelistet:

Vorteile	Nachteile
Die günstigste und schnellste Montageart	Modulneigung abhängig vom Dach
Vergleichsweise weniger Montageaufwand	Anzahl der Module evtl. von Dachfenstern o.Ä. eingeschränkt
Luftzirkulation unter den Modulen erlaubt eine natürliche Kühlung
Wenig Platzbedarf
Auswahl zwischen verschiedenen Modularten möglich

Für die Montage auf Flachdächern müssen folgende Hinweise beachtet werden:

• Jedes Dach, das eine Neigung von maximal 10 Grad har, ist ein Flachdach. Eine Photovoltaikanlage kann aber nur dann auf dem Flachdach montiert werden, wenn die Neigung maximal 3 Grad beträgt. Sonst wäre die Gefahr zu groß, dass die PV-Anlage runterrutscht.
• Die Module sollten aber bestenfalls aufgestellt werden, da ein flacher Winkel weniger Stromertrag erzielt, als ein steiler Winkel. Dafür gibt es Flachdach-Montagesysteme.
• Die optimale Ausrichtung liegt bei 15 bis 35 Grad Neigung bei südlicher Ausrichtung
• Bei einseitiger Ausrichtung muss zudem auch der optimale PV-Module Montage Abstand gewählt werden.

Da angewinkelte Module anfälliger für Windlasten sind, müssen sie gesichert werden. Generell gilt: Je steiler der Winkel, desto mehr Druck wirkt auf die Module. Sie können entweder mit Gewichten oder Schrauben arbeiten:

1. Die Modulgerüste werden mit Ballast-Steinen oder Kies-Säcken beschwert. Es gilt: lieber etwas zu viel Ballast, als zu wenig.
2. Die Gestelle werden am Dachstuhl, bzw. den Sparren selbst verschraubt. Hier besteht jedoch das Risiko, undichte Stellen zu verursachen, vor allem, wenn Sie selbst Hand anlegen.

Mehr Informationen dazu finden Sie im Artikel Photovoltaik Flachdach

Im Folgenden sind die Vor- und Nachteile von PV auf Flachdächern im Vergleich zu den anderen Montagearten gelistet:

Vorteile	Nachteile
Eigenständige Ausrichtung von Modulen	Zusätzliche Montagegerüste und Gewichte notwendig
Gute Modulkühlung	Kann nur auf Flachdächern mit maximal 3 Grad Neigung installiert werden
Geringere Wind- und Flächenlasten bei einem flachen Montagewinkel	Je steiler der Montagewinkel, desto höher die Lasten
Module verschatten sich nicht gegenseitig	Anfällig für Verschattungen höherer Gebäude oder Dachstrukturen wie Kamine

Auf Blechdächern wie Wellblech, Trapezblech oder Falzblech werden Photovoltaikanlagen etwas anders montiert als bei Aufdachanlagen:

1. Im ersten Schritt muss sich mit dem Material und der Geometrie des Daches auseinandergesetzt werden. Verschiedene Blecharten verlangen mal mehr, mal weniger Montageaufwand.
2. Anschließend müssen die Stellen bestimmt werden, an denen die Module sitzen sollen und wo das Dach durchbohrt werden kann.
3. Das Blech wird von der Wellung im Blech, also den Hochsicken, bis nach unten ins Holz durchbohrt. Dafür werden Stockschrauben verwendet. Diese sind nämlich wesentlich länger als normale Schrauben.
4. An der Stockschraube wird dann eine Montageschiene angebracht. In manchen Systemen wird auch erst ein Winkel an die Stockschraube angebracht und anschließend dann die Schiene an den Winkel montiert. Es können lange oder kurze Schienen verwendet werden. In der Regel werden aber wie bei der Aufdachmontage lange Montageschienen horizontal auf das Dach montiert.
5. Letztlich wird das Modul mit Modulklemmen auf den Schienen befestigt. Die Klemmen halten mit ihren Armen die Module rechts und links von sich fest.

Im Folgenden sind die Vor- und Nachteile von PV auf Blechdach im Vergleich zu den anderen Montagearten gelistet:

Vorteile	Nachteile
Gute Belüftung durch die unebene Oberfläche des Daches	Hoher Planungs- und Montageaufwand
	Thermische Ausdehnung muss beachtet werden
	Neigung abhängig vom Dach
	Blechmaterial muss stabil und dick genug sein

Indach Photovoltaik oder auch Solardach wird direkt im Dach integriert. Daher wird diese Montageart auch Dachintegration genannt. Indach-Photovoltaikanlagen sind zwar sehr stabil, aber in der Regel auch teurer als Aufdach- oder Flachdachmontagen. Bei Indachmodulen handelt es sich in der Regel um rahmenlose Module, die optisch kaum auffallen.

Es lohnt sich, die Indach-Anlagen zur gleichen Zeit wie das Dach selbst bauen zu lassen. Denn so können erst die Module montiert werden und anschließend die restlichen Dachziegel um die Solarplatten drum herum gelegt werden.

Je nachdem wie groß das Dach und die Anlagengröße geplant ist, könnten sogar nur noch wenige Reihen an Ziegeln gebraucht werden. Bei bestehenden Dächern würden somit hohe Kosten für eine komplette Dacheindeckung in Kauf genommen werden, obwohl die Ziegel letztendlich wieder entfernt werden.

Angenommen eine Indach-Anlage wird also zusammen mit dem Dach selbst installiert, sieht der Montageprozess wie folgt aus:

1. Es wird geplant, wie viele Module wo auf dem Dach platziert werden sollen.
2. An den Stellen, an denen später die Module sitzen sollen, werden Schienen in die Dachsparren verschraubt. Es sind keine Dachhaken nötig.
3. Die Solarplatten werden in die Schienen gelegt und rasten dort ein.
4. Das restliche Dach wird mit Ziegeln verkleidet.

Da die Module im Dach liegen und keine Luftzirkulation hinter den Modulen möglich ist, besteht Überhitzungsgefahr. Die Module erwärmen sich schneller und kühlen schlechter ab. Trotz der Dachintegration ist Indach-PV aber genauso wasserundurchlässig wie andere Montagearten. Es sind also keine undichten Stellen am Dach zu befürchten.

Im Folgenden sind die Vor- und Nachteile von Indach PV im Vergleich zu den anderen Montagearten gelistet:

Vorteile	Nachteile
Optisch ansprechend	Teuer
Hohe Stabilität	Schlechte Luftzirkulation führt zu überhitzten Modulen
	Nicht möglich bei Blechdächern
	Lohnt sich finanziell meist weniger bei bestehenden Dächern

Photovoltaik Fassaden ist die Montage von Solarmodulen senkrecht und flach an der Hausfassade oder am Balkon. Daher haben sie ein höheres Risiko sich aus der Verankerung zu lösen und zu fallen. Das erfordert eine besonders sichere Verankerung. Dieser erhöhte Montageaufwand spiegelt sich auch in den Montagekosten wider.

Gelegentlich werden Photovoltaikmodule auch mit Hilfe eines Gerüstes schräg wie ein kleines Vordach angebracht. Das steigert zwar den Photovoltaik Ertrag, jedoch auch die Wind- und Schneelast. Auf flachen Fassaden-PV setzt sich hingegen weniger Schnee und Laub ab. Somit sind auch weniger Wartungsarbeiten notwendig.

Im Gegensatz zu Balkonkraftwerken werden aber mehr Module montiert, sodass auch mehr Energie gewonnen wird.

Flache Fassadenanlagen werden seltener montiert, weil ihre flache Ausrichtung an der Wand nicht optimal für die Sonneneinstrahlung ist. Sie produziert zwar trotzdem Strom, nur eben deutlich weniger als eine Aufdachanlage. Wenn eine Anlage auf dem Dach montiert werden kann, lohnt sich Fassaden-PV in der Regel also nicht.

Die folgende Infografik zeigt, wie hoch der Wirkungsgrad bei verschiedenen Ausrichtungen und Neigungen der Anlage ist:

Auch interessant: Montage auf der Photovoltaik Nordseite

Bei der Fassadenmontage wird in der Regel auch mit Haken oder Winkeln und Schienen gearbeitet:

1. In die Fassade werden, nach ausreichend Planung, Stockschrauben gebohrt.
2. An die Stockschrauben werden Winkel oder Haken befestigt.
3. Daran werden die Montageschienen befestigt. Anschließend werden die Module wie auch bei der Aufdach- und Blechdachmontage mit Modulklemmen befestigt.

Im Folgenden sind die Vor- und Nachteile von Fassaden-Photovoltaik im Vergleich zu den anderen Montagearten gelistet:

Vorteile	Nachteile
Kaum Wartungsarbeiten	Hoher Montageaufwand
Geringe Wind- und Schneelast	Geringerer Wirkungsgrad
	Oft teurer

Freiflächen-, oder auch Freilandsysteme und Solarparks, werden vor allem für Großanlagen auf landwirtschaftlichen und gewerblichen Flächen eingesetzt. Auch hier ist die Ausrichtung nach Süden mit einem Winkel von 25 bis 30 Grad optimal. Meist stehen Hunderte von Modulen hinter- und nebeneinander. Um Verschattungen zu vermeiden, müssen auch hier gewisse Abstände eingehalten werden. Im Vergleich zu Flachdachanlagen können jedoch auch mehrere Modulreihen übereinander montiert werden. So kann möglichst viel Ertrag auf möglichst wenig Fläche erzielt werden.

Für die Aufständerung können verschiedene Methoden gewählt werden:

1. Die Photovoltaikanlagen in Solarparks werden in der Regel auf ganzen Gestell-Systemen mit mehreren Schienen und Füßen montiert - diese sind unbeweglich.
2. Im Gegensatz dazu gibt es Nachführsysteme: Bei PV Nachführung stehen die Photovoltaikanlagen auf einem automatisierten Schwenksystem, welches der Sonne folgt - ähnlich wie eine auch Blume, die sich zur Sonne dreht. Das maximiert den Ertrag der Solaranlagen, da immer die optimale Ausrichtung eingestellt wird.

Einachsige Nachführsysteme richten sich je nach Sonnenstand horizontal oder vertikal aus. Zweiachsige Nachführsysteme hingegen können sowohl horizontal dem Lauf der Sonne folgen als auch vertikal den eigenen Neigungswinkel einstellen.

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Im Folgenden sind die Vor- und Nachteile von Freiflächen-Photovoltaik im Vergleich zu den anderen Montagearten gelistet:

Vorteile	Nachteile
Flexible Ausrichtung	Großer Platzbedarf
Nachführsysteme erlauben hohen Ertrag	Nachführsysteme sind teuer
einfache Wartung	Größere Gestelle notwendig
	geringere Ästhetik
	Ungeeignet für Hausbesitzer

Solardachziegel sind eine alternative Lösung zu herkömmlichen Solarmodulen: Solarzellen werden in Dachziegel integriert oder gleich als Dachziegel produziert. So kann jeder Ziegel Sonnenlicht in elektrische Energie umwandeln. Die Ziegel sind vergleichsweise leicht und eignen sich vor allem auch für kleine und komplexe Dachflächen. Die Kabel liegen an der Unterseite des Ziegels, sodass das Dach weiterhin einheitlich aussieht.

Die Installation kann zwar von den meisten Dachdeckern übernommen werden, ist aber deutlich teurer als herkömmliche Solaranlagen. Durch die höheren Kosten und den geringeren Flächenertrag dauert die Amortisation oft länger als bei normalen Anlagen.

Alle Details finden Sie in diesem Artikel: Solardachziegel

Im Folgenden sind die Vor- und Nachteile von Solardachziegeln im Vergleich zu den anderen Montagearten gelistet:

Vorteile	Nachteile
Ästhetisches Aussehen	Sehr teuer
Geringes Gewicht	Aufwändige Installation
Geeignet für kleine, komplexe Dachflächen	Weniger Anbieterauswahl
	Lohnt sich finanziell weniger bei bestehenden Dächern

Der wichtigste Bestandteil einer Photovoltaikanlage ist natürlich das Solarpanel. Es gibt drei Arten von Solarmodulen:

• polykristalline Solarzellen
• monokristalline Solarzellen
• Dünnschichtmodule

Während monokristalline Module den höchsten Wirkungsgrad aufweisen, sind polykristalline Module günstiger. Dünnschichtmodule sind hingegen vergleichsweise leicht, haben dafür aber den geringsten Wirkungsgrad. Mehr zu den Vor- und Nachteilen finden Sie im folgenden Artikel: Monokristallin vs. Polykristallin

Die verschiedenen Modularten unterscheiden sich übrigens auch im Gewicht. Mehr Informationen dazu finden Sie in diesem Artikel: Solarmodul Gewicht

Ein Modul besteht aus einer Vielzahl von Solarzellen, die durch den photoelektrischen Effekt Licht in elektrische Energie umwandeln. Die Solarzellen sind von einer Kunststoffschicht umhüllt und durch ein Frontglas und einen Rahmen vor Witterungseinflüssen geschützt.

Als Faustregel gilt: 1m² PV-Module erzeugen ca. 100-200kWh Solarstrom. Wie viele Module insgesamt auf Ihr Dach passen, können Sie sich bei den meisten Photovoltaikanbietern kostenlos berechnen lassen. Mit Ertrags- und Verbrauchsrechner können Sie auch schon vorab überschlägig berechnen, ob sich eine Solaranlage für Sie lohnt.

Hier kommen Sie zum Enpal Solarcheck oder zum Ertragsrechner

Dachhaken sind das Bindeglied zwischen einer Photovoltaikanlage und dem Dach. Sie verbinden die Unterkonstruktion, also die Metallschienen, mit den Dachsparren. Somit sind die Schienen auch bei Sturm sicher befestigt. Die Anzahl der benötigten Dachhaken ist abhängig von mehreren Faktoren:

• Region und Witterungsverhältnissen: regionsabhängige Wind- und Schneelasten beeinflussen die Anzahl der Dachhaken  
• Anzahl an Modulen
• Modulgröße
• Dachbelastung, Dachneigung und Sparrenabstand

‍Je nach Modell und Bedarf können Dachhaken unterschiedlich aussehen: Ankerplatten gibt es in verschiedenen Breiten, die Bügel in verschiedenen Formen und Ausführung - zum Beispiel verstellbare Dachhaken. Die grundlegenden Merkmale und Funktionen aller Dachhaken sieht wie folgt aus:

• Ein Dachhaken besteht aus einem U-förmigen Bügel - meist aus Edelstahl.
• Der Bügel ist wiederum mit einer Ankerplatte, oder auch Lochplatte genannt, verschweißt.
• Diese wird am Sparren befestigt und anschließend verschraubt.
• Nach der Montage des Dachhakens am Sparren steht das U aus dem Ziegel heraus.
• Hier wird die Montageschiene eingelegt und festgeschraubt.

Montageschienen, oder auch Solarschienen, sind die Tragegerüste für Photovoltaikanlagen. Die Hauptaufgabe der Montageschienen besteht darin, die Module in Position zu halten und die Wind- und Schneelasten gleichmäßig auf die Unterkonstruktion zu verteilen.

• Montageschienen haben im Querschnitt meist eine H- oder X-Form.
• In den Zwischenräumen sitzen dann die Modulklemmen oder die Panels selbst.
• Die Schienen werden an den im Vorhinein angebrachten Dachhaken verschraubt.
• Das Ende einer Schiene wird aus ästhetischen und Sicherheitsgründen mit einer Endkappe verschlossen.
• Die Photovoltaikmodule werden dann auf die Schienen gelegt und mit Modulklemmen befestigt.

So liegen die Schienen schließlich horizontal auf dem Dach, also im 90-Grad-Winkel zu den Dachsparren.

Eine etwas teurere, dafür jedoch flexiblere Montageart ist die Kreuzschienenmontage. Hier werden neben den horizontalen Montageschienen auch vertikale Schienen mit Modulklemmen an den horizontalen Schienen angebracht. Das daraus entstehende Rastermuster ist besonders geeignet für Dächer mit Unebenheiten. Module können nämlich so unabhängig von der Dachkonstruktion positioniert werden. Ein Nachteil dieser Montageart ist die weniger ästhetische Wirkung, da die Module weiter vom Dach abstehen. Außerdem kann der größere Abstand zwischen Dach und Modul die Luftzirkulation negativ beeinflussen.

An die Montageschienen kann beispielsweise auch ein für die PV-Montage notwendiges Gerüst installiert werden. Das sieht dann wie folgt aus:

‍

Modulklemmen sind das Verbindungsstück zwischen den Solarpanels und den Montageschienen.

• Sie werden in den Fugen der Montageschiene verankert und festgeschraubt.
• Klemmen halten mit zwei Armen die Module rechts und links am Rahmen fest.

Modulklemmen, die zwischen zwei Modulen angebracht werden, haben zwei dieser Arme und heißen Mittelklemmen - selten auch Doppelklemmen.

Für das äußerste Modul auf dem Dach wird eine Klemme mit nur einem Arm benötigt - diese wird als Endklemme bezeichnet.

Tatsächlich ist es so, dass PV-Module auch bei anderen Dachneigungen und Dachausrichtungen noch einen Großteil ihrer Leistung bringen. Auch wenn eine Südausrichtung in den meisten Fällen die optimale Lösung darstellt, ist ein Dach mit derartiger Ausrichtung nicht notwendig. PV-Anlagen, die nach Osten und Westen ausgerichtet sind, bringen ähnlich hohe Erträge und erzeugen meistens dann Strom, wenn Sie gerade zu Hause sind, also morgens und abends.

Grundsätzlich gilt: Wann immer die PV-Anlage nicht nach Süden ausgerichtet ist, sollte sie möglichst flach montiert werden. Dadurch fangen die Solarmodule möglichst viele Sonnenstrahlen ein.

Der gesamte Prozess von Planung bis Inbetriebnahme einer Solaranlage dauert in der Regel zwischen drei und sechs Monaten. Die Montage der Anlage selbst nimmt hingegen nur einen Bruchteil der Zeit ein. Bei der Installation durch einen Fachbetrieb dauert die Montage des Untergestells und der Module oft nur wenige Tage.

Es gibt immer wieder Eigenheimbesitzer, die Ihre PV-Anlage gerne selbst installieren würden. Grundsätzlich ist das auch erlaubt: Es gibt keine Regeln, die die Montage durch einen Fachbetrieb vorschreiben. Die PV-Anlage muss jedoch von einem Elektroinstallateur angeschlossen werden.

Tipp: Wir empfehlen immer die professionelle Installation einer PV-Anlage durch Fachkräfte. Denn schon kleine Fehler bei der recht aufwändigen Installation können Sicherheitsrisiken hervorrufen, Ihre Garantie erlöschen lassen und den Versicherungsschutz aufheben.

Grundsätzlich ist die Installation einer PV-Anlage auf fast jeder Art von Dacheindeckung möglich, solange das Dach tragfähig genug ist.

Dennoch gibt es bei der Art der Dachziegel ein paar Punkte zu beachten. Bei der Installation einer PV-Anlage müssen die Dachziegel nämlich angeschnitten werden, damit die Dachhaken in die Dachsparren geschraubt werden können. Die Löcher müssen dabei sehr klein sein, damit das Dach dicht bleibt. Da einige Ziegel-Arten nicht gut angeschnitten werden können, ist es hier sehr schwierig oder unmöglich, eine Solaranlage zu errichten. Oftmals wird dieser Aspekt unterschätzt, aber um z. B. einen schadenfreien Abbau gewährleisten zu können, müssen Schäden jeglicher Art ausgeschlossen werden können.

Alle Dächer, die älter sind als 20 Jahre, sollten vor der Installation einer PV-Anlage auf Ihre Tauglichkeit überprüft werden. Das liegt daran, dass PV-Anlagen normalerweise 30 - 40 Jahre auf dem Hausdach bleiben können, während ein Hausdach im Normalfall alle 50 - 60 Jahre erneuert werden sollte. Falls das Hausdach also erneuert werden muss, während die PV-Anlage installiert ist, ergibt sich ein vermeidbarer Extra-Aufwand bei der Dachsanierung, da die PV-Anlage mit ab- und aufgebaut werden muss.

Neben lokalen Fachbetrieben gibt es inzwischen auch zahlreiche digitale, bundesweit aktive Unternehmen, die Photovoltaikanlagen bauen. In den letzten Jahren wurde die Solarbranche in Deutschland von digitalen Solarunternehmen wie Enpal beflügelt, durch die die Suche nach einem Solarexperten kinderleicht wird. Ob Sie sich für einen lokalen oder digitalen PV-Anbieter entscheiden, hängt komplett von Ihren persönlichen Vorlieben ab. Oftmals hilft es, verschiedene Angebote einzuholen und dann anhand von Preis, Aufwand, Service und anderen Faktoren eine fundierte Entscheidung zu treffen.

Grundsätzlich ist es natürlich einfacher, eine PV-Anlage bei gutem Wetter zu installieren. Unabhängig vom Wetter gilt aber: Je schneller Sie Ihre eigene PV-Anlage auf dem Dach haben, desto eher machen Sie sich von steigenden Strompreisen unabhängig, sparen langfristig Kosten und tun auch noch der Umwelt etwas Gutes. Daher empfehlen wir Ihnen, den Prozess möglichst früh zu starten und sich nicht von Jahreszeiten o.Ä. beeinflussen zu lassen.

Wie weiter oben bereits beschrieben, lässt sich die Montage einer Photovoltaikanlage in folgende Schritte einteilen:

1. Planung und Ertragsberechung
2. Unterkonstruktion montieren (bestehend aus Dachhaken, Befestigungsschrauben und Montagegestell)
3. DC-Verkabelung am Montagegestell befestigen
4. PV-Module montieren und DC-Kabel verbinden
5. Wechselrichter und Überspannungsschutz installieren
6. AC-Verkabelung vom Wechselrichter zum Stromzähler anbringen
7. Solarstromspeicher montieren (optional)
8. Überprüfung und Probedurchlauf

Als Hauseigentümer brauchen Sie sich dabei keine Sorgen um Ihr Hausdach zu machen. Die Solarmonteure kümmern sich darum, dass alles einwandfrei verarbeitet wird und Sie am Ende eine perfekt verbaute PV-Anlage auf Ihrem Dach haben, mit der Sie Ihren eigenen Solarstrom erzeugen.

Bei der Installation einer PV-Anlage werden in der Regel mindestens 3 - 4 Dachhaken pro Solarmodul benötigt. Die genaue Anzahl ist jedoch u.a. abhängig von der Modulgröße, der Dachbelastung, der Dachneigung und dem Sparrenabstand.

Tipp: Wenn Sie mit einem PV-Fachbetrieb zusammenarbeiten, brauchen Sie sich keine Gedanken um die Anzahl der Dachhaken zu machen. Das Expertenteam kümmert sich um alles.