Photovoltaik: Voraussetzungen im Unternehmen

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Viele Unternehmer finden mit Photovoltaik ihre optimale Lösung für eine nachhaltige und wirtschaftliche Energieversorgung. Doch die Planung einer PV-Anlage wirft im Vorfeld oft die Frage auf: Welche Voraussetzungen müssen erfüllt sein, damit sich eine leistungsstarke Photovoltaikanlage auf die Dachfläche montieren lässt?

Die Vorteile, die eine Photovoltaikanlage mit sich bringt, sprechen für sich. Sie versorgt das Unternehmen mit umweltfreundlichem Solarstrom, gewährleistet eine gewisse Unabhängigkeit und erwirtschaftet eine gute Rendite – die in der Regel umso höher ist, je mehr des selbst erzeugten Stroms direkt im Unternehmen verbraucht wird. Kann nicht die gesamte Sonnenenergie genutzt werden, erzielt die Einspeisung ins öffentliche Stromnetz ein zusätzliches Einkommen.

Die Dachflächen, die sich auf den ersten Blick für die Installation einer Photovoltaikanlage und die Erzeugung von umweltfreundlichem Solarstrom für den Eigenverbrauch eignen, sind vor allem im produzierenden Mittelstand oft vorhanden. Doch erfüllen sie die Photovoltaik-Voraussetzungen auch auf den zweiten Blick?

Mit einer Solaranlage kommt ordentlich Gewicht auf das Dach (pro Quadratmeter Anlage etwa 20 Kilogramm, abhängig von der Unterkonstruktion), das die Konstruktion zusätzlich tragen muss. Bevor ein Unternehmen also in Photovoltaik investiert, muss ein Statiker zuerst feststellen, ob Dach und Gebäude dafür geeignet sind. Diese sogenannte Prüfstatik checkt die baulichen Voraussetzungen für eine Solaranlage und gleicht die Gebäudestatik mit der Systemstatik ab. Bei der Gebäudestatik muss geprüft werden, ob die tragenden Mauern, das Fundament, der Dachstuhl etc. der Zusatzbelastung standhalten würden. Auch Wind- und Schneelasten spielen hier eine Rolle. Die Systemstatik beinhaltet die Tragfähigkeit der Unterkonstruktion. Hier haben vor allem der Dachbelag, die Dachkonstruktion und die zukünftige Befestigung der Photovoltaikanlage einen Einfluss auf das Ergebnis. 

Das Ziel einer Photovoltaikanlage ist es, möglichst viel Sonnenenergie einzufangen und Solarstrom zu produzieren. Daher müssen die PV-Module möglichst viele Sonnenstrahlen im optimalen Winkel abbekommen:

• Ideale Ausrichtung: Süden
• Gute Ausrichtung: Osten und Westen
• Weniger gute Ausrichtung: Norden

Idealerweise ist die Anlage als nach Süden ausgerichtet. Aber auch eine Ausrichtung zwischen Osten und Westen bietet immer noch die Chance auf hohe Erträge an Solarstrom. Eine Ost-West-Ausrichtung beim Flachdach – die eine Hälfte der Module schaut nach Osten, die andere nach Westen – kann sich vor allem für produzierende Betriebe lohnen. Morgens, wenn die Maschinen anfahren, bringen die „Ost-Module“ vollen Ertrag. Während der Mittagspause, wenn weniger Strom benötigt wird, sinkt auch die Leistung der PV-Module etwas ab, da der Einstrahlwinkel der Mittagssonne etwas schräger ist als der optimale. Am Nachmittag versorgen dann die „West-Module“ die Produktionsanlagen wieder mit der vollen Menge Solarstrom.

Dächer, die nach Norden, Nordwest oder Nordost ausgerichtet sind, eignen sich dagegen meist nicht für Photovoltaik. Allerdings muss die Dachausrichtung auch immer im Zusammenspiel mit der Dachneigung betrachtet werden.

Der optimale Neigungswinkel eines Dachs für eine Photovoltaikanlage hängt vom Breitengrad ab. In Deutschland liegt er zwischen 30 und 36 Grad. Der Grund: Je nördlicher man kommt, desto flacher steht die Sonne am Himmel – und desto steiler muss die Dachneigung sein, um einen optimalen Einstrahlwinkel auf die PV-Module zu erreichen. Dies gilt aber nur für Steildächer. Beim Flachdach hat man die Möglichkeit, die optimale Neigung mittels einer entsprechenden Unterkonstruktion herzustellen. Dann spielt auch die Ausrichtung des Dachs kaum eine Rolle. Man richtet die Module einfach so aus, wie sie den Strombedarf des Unternehmens am besten abdecken.

Was sehr technisch klingt, spielt eine ganz wesentliche Rolle für die Effizienz einer Photovoltaikanlage. Die Verschattung gibt an, wieviel Schatten im Laufe des Tages auf das Dach fällt, auf dem die Anlage installiert werden soll. Quellen für die Verschattung sind Bäume, Berge oder Hanglagen, aber auch andere Gebäude oder sogar Teile des gleichen Gebäudes wie Kamine oder Gauben. Da die Sonne übers Jahr wandert, variiert die Verschattung des Dachs. Auch muss bedacht werden, dass Bäume über die Lebensdauer einer Photovoltaikanlage (25 bis 30 Jahre) zu einer großen Schattenquelle heranwachsen können. Diese Schattenflächen beeinflussen die verfügbare Fläche, die für eine Photovoltaikanlage genutzt werden kann. Sind diese nicht zu groß, beeinflussen sie die Leistung der PV-Anlage kaum. Ab einem gewissen Wert – wenn aus dem kleinen Bäumchen beispielsweise ein stattlicher Baum geworden ist – ändert sich das aber und die Anlage bringt deutlich weniger Leistung.

Bezieht man nun Ausrichtung, Neigung und Verschattung in die Prüfung mit ein, kann es sein, dass die verfügbare Fläche für eine Photovoltaikanlage deutlich kleiner ist als die tatsächliche Dachfläche. Bei Steildächern schmälert meistens die Verschattung die verfügbare Fläche. Bei Flachdächern sind vor allem die Dachaufbauten und Fenster bzw. die Art der Fenster entscheidend dafür, wie die Modulreihen am besten aufgestellt werden können. Auch müssen Laufwege für die Wartung der PV-Anlage bedacht werden. Setzt man auf qualitativ hochwertige Solarmodule lohnt sich eine Investition in eine Photovoltaikanlage für Unternehmen aber auch bei nicht ganz so großer verfügbarer Fläche häufig.

Bevor eine Photovoltaikanlage geplant wird, muss eine sogenannte Netzverträglichkeitsprüfung erfolgen. Das bedeutet: Der örtlichen Netzbetreiber ermittelt rein rechnerisch, ob das lokale Stromnetz, an das die Anlage angeschlossen wird, den erzeugten Solarstrom abnehmen könnte oder davon zu sehr belastet würde. Die Netzverträglichkeitsprüfung muss auch dann erfolgen, wenn möglichst viel des Solarstroms selbst verbraucht werden soll. Das passiert für den Fall, dass der Verbraucher plötzlich ausfällt und das Stromnetz die Leistung tatsächlich weitertransportieren muss.

Grundlegend ist es völlig egal, womit das anvisierte Gebäudedach gedeckt ist: Es gibt für jeden Dachbelag die passende Unterkonstruktionen. Auf Blechfalzdächern wird die Photovoltaikanlage mit Klemmen befestigt, bei Ziegeldächern Dachhaken oder Dachziegel werden Haken verwendet. Auf Sandwich- und Trapezblech wird die Anlage abhängig von den Dachherstellern mithilfe von Stockschrauben festgeschraubt oder mit Klemmen auf der Oberschale montiert.

Die hier genannten Anforderungen geben eine erste Einschätzung, ob sich eine Dachfläche für eine Solaranlage eignet. Natürlich erhalten Unternehmer bei Interesse an einer PV-Anlage eine umfassende Beratung bei den Anbietern von Photovoltaikanlagen – in der Regel inklusive kostenlosem Vorabcheck. Sollte sich herausstellen, dass sich die Dachfläche doch nicht für eine Photovoltaikanlage eignet, gibt es aber noch weitere Möglichkeiten, erneuerbare Energien im eigenen Unternehmen zu nutzen. Vielleicht stehen ja ausreichend Freiflächen für eine Solaranlage zur Verfügung oder der individuelle Lastgang macht die Nutzung einer eigenen Kleinwindanlage rentabel. Vor allem Energieversorger bieten hier ein breites Angebot.