Dachneigung

Solar Wissen: Bedeutung der Dachneigung 

Die Gestaltung der Dächer ist individuell. Deshalb sieht man Eigenheime mit Dächern in unterschiedlichsten Ausführungen. Von flachen Dächern bis zum klassischen Dach, das leicht geneigt ist bis hin zu steilen Dächern. Die meisten von ihnen sind für die Montage von Solarmodulen geeignet. Voraussetzung ist immer ein intaktes Dach, unabhängig von der Dachneigung selbst. 

Ausrichtung und Dachneigung gelten als zentrale Faktoren für den wirtschaftlichen Erfolg einer Photovoltaikanlage. Nicht selten werden Gebäude mit ungünstiger Lage als unwirtschaftlich für Solaranlagen beschrieben. Doch selbst mit einer schwierigen Lage bzw. Ausrichtung des Daches können hohe Stromerträge erzielt werden. Auf welche Faktoren Sie achten müssen und wie Ihre Solarmodule die richtige Dachneigung erhalten, erfahren Sie in diesem Beitrag. 

Darüber hinaus bieten Solaranlagen Firmen weitere Hilfen bei der korrekten Planung von PV-Anlagen, um das Ziel der höchstmöglichen Stromausbeute zu erreichen.

Schnelle Informationen

Die Sonneneinstrahlung legt die Basis der Dachneigung, die je nach Standort und Dachausrichtung variiert. Berücksichtigt werden muss der tägliche Sonnenverlauf sowie der Lauf der Sonne im gesamten Jahr. 

So verändert sich die Dachneigung mit den Ausrichtungen von Ost-West bis zur Süd-Ausrichtung. Es gilt, die optimale Kombination eines Gebäudes herauszuarbeiten, um eine maximale Stromausbeute zu erhalten. 

Der Inhalt im Überblick

1. Faktoren der Sonneneinstrahlung: Der Standort 
2. Wie beeinflusst die Dachneigung den Ertrag der Solaranlage?
3. Stromertrag für PV-Anlagen mit Süd-Ausrichtung
4. So verändert sich die Dachneigung mit der Ost-West-Ausrichtung
5. Der Vorteil von Ost-West-Ausrichtungen mit passender Neigung
6. Und wie sieht es mit der Nord-Ausrichtung aus?

7.   Die Dachneigung für bessere Stromergebnisse optimieren

7.1. Mögliche Stromerträge bei einer Dachneigung von 5°

7.2. Die Stromausbeute bei einer Dachneigung von 10°

7.3. Stromertrag bei 15° Dachneigung im Vergleich zur Ausrichtung

7.4. Mögliche Stromausbeute bei einer Dachneigung von 22°

7.5. Der Stromertrag bei 25° Dachneigung

7.6. Mögliche Stromproduktion bei einer Dachneigung von 45°

8.   Fazit 

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Faktoren der Sonneneinstrahlung: Der Standort 

Der Standort lässt nicht verändern. Der Sonnenstand ist umso höher, je näher der Standort am Äquator liegt. Schon Deutschland mit seiner vergleichsweise geringen Größe weist jedoch Unterschiede von Norden nach Süden auf. Sofern die Dachgestaltung noch planbar ist, gilt: Im Norden sind steilere Dachneigungen optimaler, im Süden hingegen flachere. Da jedoch die meisten Häuser bereits erbaut sind, lässt sich hier nicht viel verändern. 

Die Dachneigung wirkt direkt auf die Stromausbeute einer Solaranlage ein. Deshalb spielt dieser Faktor eine ebenso wichtige Rolle bei der Planung und Berechnung der Wirtschaftlichkeit. Grundsätzlich liegt die optimale Dachneigung im 90° Winkel, nämlich dann, wenn das Sonnenlicht senkrecht auf das Modul trifft. Aufgrund der gegebenen Dachneigungen ist jedoch selten möglich. Berücksichtigt werden muss ebenfalls der Verlauf der Sonne während des Jahres. Um hohe Stromerträge mit PV-Anlagen zu erzielen, kommt in Deutschland eine Dachneigung zwischen 30 und 40 ° zum Einsatz.

Wie beeinflusst die Dachneigung den Ertrag einer Solaranlage?

Die Dachneigung muss immer in Verbindung mit der Ausrichtung des Daches gesehen werden. Denn die Himmelsrichtung, in der die Solarmodule zeigen, ist beeinflusst bei der Planung auch die Dachneigung. Ziel ist, eine optimale Kombination zur ganzjährigen Stromgewinnung zu erreichen. Daher spielt der Tagesverlauf der Sonne aber auch die Perspektive im Jahresverlauf eine Rolle, die berücksichtigt werden muss. 

Stromertrag für PV-Anlagen mit Süd-Ausrichtung 

Im Allgemeinen wird für den geografischen Raum Deutschlands eine Dachneigung zwischen 30 und 40° genannt. Dieser Wert bezieht sich auf eine Ausrichtung Richtung Süden, die die besten Resultate der Stromgewinnung nach sich zieht. Fachleute sprechen deshalb auch immer von der 0° Südausrichtung. Solche Süddächer nutzen vorrangig die intensive Mittagssonne, während Ost- oder Westausrichtungen die Morgen- bzw. Abendsonne zur Stromerzeugung nutzen. Gehen wir also vorerst von einer Südausrichtung aus, wenn es um die Dachneigung geht. 

Merke: Optimale Stromerzeugung mit einer Süd-Ausrichtung und Dachneigung zwischen 30 – 40° 

Bei geringen Abweichungen einer Südausrichtung von mehr als 10°, entstehen geringe Ertragseinbußen. In diesem Falle sprechen wir bereits von einer Süd-Ost bzw. Süd-West Ausrichtung der Dächer. Das bedeutet, der Neigungswinkel flacht mit zunehmender Ost- oder Westausrichtung ab. 

Besteht eine Abweichung von 60° oder mehr in der Südausrichtung, dann ist die optimale Dachneigung bereits bei unter 30° – also unter der allgemeinen Richtlinie. Diese Anpassung ist jedoch notwendig für eine optimale Stromerzeugung im gesamten Jahresverlauf. Deutlich höhere Abweichungen von Süden nutzen daher die Morgen- oder Abendsonne zur Stromerzeugung. 

So verändert sich die Dachneigung mit der Ost-West-Ausrichtung

Können die Solarmodule nur in die Ost-West-Richtung installiert werden, reduziert sich der Neigungswinkel sogar auf 0 – 20°. Diese Anpassung wird bei der Montage berücksichtigt. In diesem Falle liegt der Stromertrag noch immer zwischen 80 und 90 Prozent, verglichen zur Südausrichtung. Dieser Vergleich zeigt, dass eine Südausrichtung nicht zwangsweise vorhanden sein muss. Der entscheidende Faktor ist die fachliche Planung und Montage, um gegebene Schwächen wie die Ausrichtung des Daches mithilfe aller Möglichkeiten auszugleichen. 

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Der Vorteil von Ost-West-Ausrichtungen mit passender Neigung

Eigenheimbesitzer sollten keineswegs nur nach der Südausrichtung mit Dachneigung schauen. Denn die Ost-West-Ausrichtung für Photovoltaikanlagen birgt Vorteile, die vielleicht erst auf den zweiten Blick sichtbar werden. Der Neigungswinkel der Solarmodule bei einer Ost-West-Ausrichtung ist flacher, daher ist es möglich, die Morgen- und Abendsonne zur Stromerzeugung zu nutzen. Dies bedeutet aus praktischer Sicht: Die Zeit, in der Strom gewonnen wird, ist weitaus länger, denn sie beginnt am frühen Morgen, dauert während des Tages an und währt bis zu den späten Nachmittagsstunden. 

Das bedeutet, der Neigungswinkel wird der Ost-West-Ausrichtung entsprechend angepasst. Wenn am frühen Morgen die Kaffeemaschine und Radio laufen, wird Strom erzeugt und gleichzeitig verbraucht. Gleiches gilt für späte Nachmittagsstunden. Sonnenenergie kann durch die Ost-West-Ausrichtung noch immer aufgenommen werden. Die Familie kommt nach Hause, es wird mehr Strom als am Tage benötigt. Somit folgt diese Nutzung dem wichtigen Prinzip von „Strom erzeugen und sofort verbrauchen“. Praktisch gesehen steigt der Eigenverbrauch von Solarstrom an, was sich langfristig positiv auf die Amortisation auswirkt. Je höher der Eigenverbrauch an Solarstrom ist, umso weniger muss aus dem öffentlichen Stromnetz hinzugekauft werden. Die Ost-West-Ausrichtung ist also keineswegs unrentabel, im Gegenteil. Sie sorgt für einen höheren Eigenverbrauch – und all das, weil ein kleines Detail beachtet wurde: Der richtige Neigungswinkel zur Ausrichtung. 

Und wie sieht es mit der Nordausrichtung aus?

Die Nordausrichtung von Solaranlagen gilt es ziemlich unwirtschaftlich. Doch selbst aus dieser ungünstigen Lage heraus kann man das Beste machen und noch immer beachtliche Stromergebnisse erzielen. Dabei spielt der regionale Strompreis eine zentrale Rolle. Liegt dieser bei über 50 Cent, sollten Eigenheimbesitzer trotz Nordausrichtung darüber nachdenken, eine Solaranlage zu installieren. 

Wieder tritt die Dachneigung zutage, die Karten werden neu gemischt. Liegt die Dachneigung eines Hauses bei 35 °, würden nur ca. 60 % Stromertrag im Vergleich zur Südausrichtung erzielt werden. Senkt man jedoch den Neigungswinkel auf 20°, können 70 %, bei 10° sogar 80 % erreicht werden. Anhand dieser Daten ist es möglich, einen Vergleich zu Stromerzeugungskosten und öffentlichem Strompreis zu berechnen. Dabei ist es sehr gut möglich, dass ein Gebäude mit nachteiliger Nordausrichtung auf die Sicht von 20 Jahren finanziell besser abschneidet als der Stromkauf aus dem öffentlichen Netz. Nicht zuletzt sollten etwaige Strompreiserhöhungen dabei auch einbezogen werden. 

Die Dachneigung für bessere Stromergebnisse optimieren

Als Verbraucher werden Sie sich jetzt vielleicht fragen, wie das bereits vorhandene Dach mit seiner 30 – 40 ° Neigung verändert werden kann. Die Dachneigung ist im Grunde genommen gar nicht entscheidend. Zweifelsohne spielt sie eine Rolle bei den ersten Berechnungen und Planung der Photovoltaikanlage. Auf den zweiten Blick wird eine Solaranlagenfirma sagen: Die Neigung können wir zugunsten der Stromproduktion anpassen. Dazu werden die Solarmodule entsprechend installiert und der Neigungswinkel ausgeglichen. Ein geringer Ausgleich zwischen 3 und 7° werden die Module mit Trapezblechen ausgeglichen. Ist ein höherer Neigungswinkel erforderlich, werden die Solarmodule mit einer speziellen Metallkonstruktion auf dem Dach aufgeständert und im erforderlichen Neigungswinkel aufgestellt. Somit wird aus einer ursprünglich ungünstigen Konstellation für eine Solaranlage eine optimierte PV-Anlage mit sehr guter Stromausbeute. 

Auch Flachdächer können hinsichtlich des erforderlichen Neigungswinkel der Solarmodule ausgeglichen werden. Bei einem Flachdach besteht ohnehin die Notwendigkeit, die Module aufzuständern. Hier ist die Aufständerung sogar vorteilhaft, da die Module im gewünschten Neigungswinkel aufgeständert werden. Dennoch ist zu beachten, dass die Module gegenseitig keine Schatten werfen. Der Neigungswinkel auf Flachdächern ist demzufolge überhaupt kein Problem. 

Häufig werden Module in der Ost-West-Ausrichtung mit flachem Neigungswinkel zwischen 10 und 15 ° aufgeständert. Somit wird nicht nur die Sonnenenergie optimal ausgenutzt, auch die Dachfläche kann optimal genutzt werden. 

Eine Methode, den Stromertrag über das Jahr hinweg zu optimieren, sind Nachführsysteme für Solaranlagen. Mit einem solchen Nachführsystem kann die Ausrichtung sowie der Neigungswinkel der Solarmodule im Jahresverlauf angepasst werden. 

Diese Systeme sind aus beweglichen Gestellen gefertigt und werden motorisch ausgerichtet. Zum Einsatz kommen astronomische Steuerungen, oder Einstrahlungssensoren. In der Praxis haben sich sensorgesteuerte Nachführsysteme bewährt, da sie auf unterschiedliche Witterungsbedingungen in den einzelnen Regionen eingehen. 

Welche Vorteile bringen Nachführsysteme?

Im Alltag konnten bereits beeindruckende Ergebnisse von Nachführsystemen beobachtet werden. So lässt sich der Stromertrag einer Solaranlage mit einem Nachführsystem um bis zu 40 % steigern. Gleichzeitig muss jedoch auch gesagt werden, dass ein solches Tool kostenaufwendig ist und den Gesamtpreis einer Photovoltaikanlage um bis zu 35 % erhöhen kann. Es ist ratsam, solche zusätzlichen Investitionen von einer Solaranlagen-Fachfirma berechnen zu lassen, um zu erfahren, ob sich das Nachführsystem am eigenen Haus überhaupt lohnt.

Mögliche Stromerträge bei einer Dachneigung von 5° 

Der Stromertrag richtet sich immer nach der Ausrichtung und der Nachneigung. Im Falle von 5 % und

• einer Südausrichtung beträgt 90 %
• einer Süd-Ost oder Süd-West Ausrichtung sind es noch immer 88 %
• einer Ost-West-Ausrichtung sind es 87 %
• eine Nord-Ost oder Nord-West-Ausrichtung ca. 84 %
• eine vollständige Nord-Ausrichtung noch immer 83 %

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Die Stromausbeute bei einer Dachneigung von 10° zeigt folgende Daten: 

• 93 % bei einer Süd-Ausrichtung 
• 91 % Solarstromertrag bei einer Süd-Ost oder Süd-West-Ausrichtung 
• 86 % bei einer vollständigen Ost-West-Ausrichtung
• 81 % bei einer Nord-Ost oder Nord-West-Ausrichtung 
• 79 % bei einer kompletten Nord-Ausrichtung

Stromertrag bei 15° Dachneigung im Vergleich zur Ausrichtung 

• 95 % bei einer Südausrichtung 
• 92 % bei einer Süd-Ost oder Süd-West-Ausrichtung 
• 85 % bei einer Nord-Ost oder Nord-West-Ausrichtung 
• 77 % bei vollständiger Nordausrichtung 

Mögliche Stromausbeute bei einer Dachneigung von 22°

• 97 % bei einer Süd-Ausrichtung
• 94 % bei einer Süd-Ost oder Süd-West-Ausrichtung 
• 85 % bei einer vollständigen Ost-West-Ausrichtung
• 70 – 77 % bei einer Nord-West-Ausrichtung 
• 70 % bei einer vollständigen Nordausrichtung

Der Stromertrag bei 25° Dachneigung

• 98 % bei einer Südausrichtung 
• 95 % bei einer Süd-Ost oder Süd-West-Ausrichtung
• 83 % bei einer Ost-West-Ausrichtung 
• 64 – 72 % bei einer Nord-West-Ausrichtung 
• 65 % bei vollständiger Nordausrichtung

Mögliche Stromproduktion bei einer Dachneigung von 45°

• 99 % bei einer Südausrichtung 
• 94 % bei einer Süd-Ost oder Süd-West-Ausrichtung
• 77 % bei einer vollständigen Ost-West-Ausrichtung 
• 50 – 60 % bei einer Nord-Ost oder Nord-West-Ausrichtung 
• 48 % bei vollständiger Nord-Ausrichtung

Fazit 

Wie die oben genannten Zahlen zeigen, ist eine Dachneigung zwischen 30 und 40° ideal im geographischen Raum von Deutschland. Gleichzeitig wird auch deutlich, welche Rolle die richtige Dachneigung spielt, denn sie beeinflusst den Stromertrag der Solaranlage. Wer mit dem Gedanken spielt, eine Solaranlage für ein Ein- oder Mehrfamilienhaus zu kaufen, sollte deshalb Dachneigung und Ausrichtung mit einer Solaranlagenfirma konkret besprechen.