Hindernisse auf dem Dach: Herausforderung und Chance
Die wenigsten Dächer sind perfekte, hindernisfreie Flächen. Dachfenster (Velux), Gauben, Kamine, Entlüftungsrohre und Antennen unterbrechen die Dachfläche und stellen Solarplaner vor Herausforderungen. Doch mit moderner Technik und cleverer Planung können auch Dächer mit vielen Hindernissen effektiv mit Solarmodulen belegt werden.
Der Schlüssel liegt in der sorgfältigen Planung: Jedes Hindernis wird in seiner Auswirkung auf die Modulplatzierung (Flächenverlust), den Schattenwurf (Ertragsverlust) und die Zugänglichkeit (Wartung) analysiert. Moderne Planungssoftware wie PVsyst, PVSOL oder K2 Base erstellt 3D-Modelle des Daches und optimiert die Modulanordnung automatisch unter Berücksichtigung aller Hindernisse.
In der Praxis zeigt sich: Selbst Dächer mit mehreren Dachfenstern, einer Gaube und einem Kamin können noch 60–80% der maximalen Modulbelegung erreichen, wenn die Planung stimmt. Die Wahl der richtigen Leistungselektronik (Optimierer oder Mikro-Wechselrichter) reduziert die Ertragsverluste durch Verschattung auf ein Minimum.
Dachfenster (Velux): Planung und Abstände
Dachfenster sind die häufigsten Hindernisse auf Schweizer Schrägdächern. Ein Standard-Velux-Fenster misst etwa 55–134 cm Breite und 78–160 cm Höhe. Für die Solarplanung ergeben sich folgende Einschränkungen:
Flächenverlust: Das Fenster selbst beansprucht 0.5–2.1 m². Hinzu kommen Abstände von mindestens 20 cm auf jeder Seite und 30 cm oben und unten für die Öffnung und Wartung. Der effektive Flächenverlust pro Dachfenster beträgt daher 2–5 m² – Platz für 1–3 Module.
Lichteinfall: Module dürfen den Lichteinfall durch das Dachfenster nicht blockieren. In der Praxis bedeutet dies: Oberhalb des Fensters können Module platziert werden, unterhalb nicht (oder nur mit ausreichendem Abstand). Seitlich können Module bündig platziert werden, sofern der Öffnungsbereich des Fensters frei bleibt.
Strategie: Bei Dächern mit mehreren Dachfenstern empfiehlt sich eine Modulanordnung, die die Fenster in die Gesamtfläche integriert: Module werden in Reihen zwischen den Fenstern platziert, wobei die Fenster als «Lücken» in der Modulfläche erscheinen. Halb-Module (halbe Grösse) können die verbleibenden Flächen zwischen und neben den Fenstern optimal nutzen.
Kamine: Schatten als Hauptproblem
Kamine sind weniger wegen ihrer Fläche problematisch (typisch 0.2–0.5 m²) als wegen ihres Schattenwurfs. Ein Kamin von 60 cm Höhe über der Dachfläche wirft im Winter (tiefe Sonne) einen Schatten von 3–8 m Länge auf die nördliche Seite des Kamins.
Schattenbereich: Der Schatten fällt hauptsächlich nach Norden (bei Süddach). Im Sommer ist der Schatten kurz (0.5–1 m), im Winter lang (3–8 m). Die Platzierung von Modulen im winterlichen Schattenbereich ist möglich, führt aber zu saisonalen Ertragsverlusten von 5–15% für die betroffenen Module.
Empfehlung: Platzieren Sie keine Module direkt nördlich eines Kamins im Abstand von weniger als der 2.5-fachen Kaminhöhe. Falls dies nicht vermeidbar ist, verwenden Sie Leistungsoptimierer für die betroffenen Module, um den Ertragsverlust des gesamten Strings zu minimieren. Module südlich, östlich und westlich des Kamins sind in der Regel unproblematisch.
Sonderfall nicht mehr genutzter Kamin: Falls der Kamin nicht mehr in Betrieb ist (z.B. nach Umstellung auf Wärmepumpe), kann er möglicherweise zurückgebaut oder zumindest gekürzt werden, um den Schattenwurf zu reduzieren. Sprechen Sie mit Ihrem Kaminfeger und der Baubehörde über diese Möglichkeit.
Gauben: Komplexität und Lösungen
Dachgauben sind die grösste Herausforderung für Solarplaner, da sie die Dachfläche auf mehrere Ebenen aufteilen und Schatten auf die umgebende Fläche werfen. Gleichzeitig bieten sie aber auch zusätzliche Flächen (Gaubendach, Gaubenwangen), die unter Umständen für Module genutzt werden können.
Flächenverlust: Eine typische Schleppgaube von 2 m Breite reduziert die nutzbare Dachfläche um 6–12 m² (Gaube selbst plus Abstände und Schattenbereich). Bei mehreren Gauben kann der Flächenverlust erheblich sein – bei drei Gauben auf einer Dachseite kann bis zu 40% der Fläche verloren gehen.
Modulplatzierung um Gauben: Module werden unterhalb der Gaube (zwischen Gaube und Traufe) und oberhalb der Gaube (zwischen Gaube und First) platziert. Die seitlichen Flächen neben der Gaube können ebenfalls belegt werden, wenn die Dachbreite ausreicht. Halb-Module sind hier besonders nützlich.
Module auf der Gaube: Das Gaubendach selbst kann bei ausreichender Grösse (mindestens 2–3 m²) mit kleinen Modulen belegt werden. Die Ausrichtung der Gaube weicht oft von der Hauptdachfläche ab, was separate Strings oder Mikro-Wechselrichter erfordert.
String-Design bei Hindernissen
Das String-Design – die Gruppierung der Module zu elektrischen Reihen (Strings) – ist bei Dächern mit Hindernissen besonders wichtig. Die Grundregel: Module mit ähnlichem Verschattungsmuster gehören in den gleichen String, um den Ertrag unverschatteter Module nicht zu beeinträchtigen.
In der Praxis bedeutet dies: Module im Schattenbereich eines Kamins werden in einem separaten String zusammengefasst. Module neben Dachfenstern, die teilweise verschattet werden können, bilden einen eigenen String. Unverschattete Module auf der freien Dachfläche werden in langen, effizienten Strings verbunden.
Alternativ können Leistungsoptimierer (z.B. SolarEdge) oder Mikro-Wechselrichter (z.B. Enphase) eingesetzt werden, die jedes Modul individuell optimieren. In diesem Fall ist das String-Design weniger kritisch, da verschattete Module die übrigen Module nicht beeinflussen. Die Mehrkosten von CHF 500–1'500 rechnen sich bei Dächern mit Hindernissen fast immer durch den höheren Ertrag.
Modulplatzierungs-Software
Moderne Planungstools wie PVsyst, PVSOL, K2 Base und Solarius PV ermöglichen eine präzise Planung der Modulanordnung unter Berücksichtigung aller Hindernisse. Diese Tools erstellen ein 3D-Modell des Daches (basierend auf Plänen, Google Earth oder Drohnenaufnahmen), platzieren Module automatisch oder manuell, simulieren den Schattenwurf über den gesamten Tages- und Jahresverlauf und berechnen den erwarteten Ertrag für jedes einzelne Modul.
Die Software ermöglicht auch die Optimierung der String-Konfiguration: Sie zeigt, welche Module in welchem String zusammengefasst werden sollten und wo Optimierer oder Mikro-Wechselrichter den grössten Nutzen bringen. Seriöse Solarplaner nutzen diese Tools standardmässig und liefern einen detaillierten Belegungsplan als Teil des Angebots.
Ästhetische Lösungen
Ein Dach mit vielen Hindernissen und einer lückenhaften Modulbelegung kann optisch unruhig wirken. Hier bieten sich ästhetische Lösungen an: Schwarze Module auf dunklen Dächern fallen weniger auf. Eine symmetrische Anordnung der Module um Hindernisse herum wirkt harmonischer als eine asymmetrische Belegung. Dummy-Module (nicht angeschlossene Module) können Lücken füllen und ein einheitliches Erscheinungsbild schaffen – die Kosten sind gering (nur Modul, keine Elektrik).
Wartungszugang erhalten
Bei der Planung muss der Zugang zu allen Hindernissen für Wartungsarbeiten gewährleistet bleiben. Der Kaminfeger muss den Kamin erreichen können (Trittstufen auf dem Dach, Laufroste zwischen Modulen). Dachfenster müssen sich vollständig öffnen lassen (Putzstellung). Entlüftungsrohre und Antennen müssen zugänglich sein. Planen Sie entsprechende Wartungsgänge in die Modulanordnung ein.
Fazit
Hindernisse auf dem Dach sind kein Ausschlusskriterium für eine Solaranlage – sie erfordern lediglich eine sorgfältigere Planung. Mit moderner Planungssoftware, cleverer String-Konfiguration und Leistungselektronik können auch Dächer mit Fenstern, Gauben und Kaminen wirtschaftlich mit Solar belegt werden. Investieren Sie in eine professionelle Planung – sie macht den Unterschied zwischen einer guten und einer hervorragenden Anlage.