Solarthermie-Anlage Aufstellung

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Solarthermieanlagen auf dem Dach, an der Fassade oder im Garten

Das Hausdach ist zweifellos der optimale Platz zum Befestigen von solarthermischen Kollektoren. Doch nicht jede Bedachung bietet ausreichend Platz und nicht jede kann die zusätzliche Last tragen. In diesen Fällen ist Fantasie gefragt: Ist die Hausfassade eventuell eine Alternative? Oder können auf dem Grundstück Stellwände zur Befestigung aufgestellt werden? Wir zeigen die unterschiedlichen Montageorte auf und geben Hinweise zur Baustatik.

Solarthermie Installation © Ingo Bartussek, stock.adobe.com
Montage der Solarkollektoren auf dem Dach © Ingo Bartussek, stock.adobe.com

Dachanlage als Klassiker

Um die Sonnenstrahlen so gut wie möglich aufzunehmen, werden Solarthermieanlagen normalerweise auf dem Hausdach installiert. Dort ist die Chance auf eine ideale Neigung und Ausrichtung der Kollektoren am größten. Auch die Höhe des Standorts bietet einen Vorteil: Dachflächen bleiben oft von Verschattungen durch Hecken, Bodenerhebungen, Straßenlaternen oder Verkehrsschilder verschont. Selbst die kürzere Entfernung zur Sonne sollte nicht unterschätzt werden.

Solarthermie: Schatten ist ein no go!
Solarthermie: Neigungswinkel und Ausrichtung sind flexibel, Verschattung ist ein no go!

Last but not least beeinflusst eine Dachanlage den optischen Eindruck des Hauses am wenigsten. Oftmals ist sie vom Boden aus schlichtweg unsichtbar. Je nach Bauform der Kollektoren trifft dies allerdings mehr oder weniger zu. Im Großen und Ganzen unterscheidet man drei Montagearten, auf die wir im Beitrag Solarthermie auf dem Dach näher eingehen:

  • Aufdachmontage: Einfach auf das vorhandene Dach montiert, ist die Standardvariante auch die preisgünstigste. Die Kollektoren lassen sich zudem leicht austauschen und hinterlassen beim Entfernen praktisch keine Spuren. Aufdachanlagen sind die optimale Lösung für preisorientierte Pragmatiker.
  • Indachmontage: Geld spielt keine Rolle? Ästheten entscheiden sich oft für eine dachintegrierte Solaranlage. Zumindest optisch verschmilzt sie geradezu mit der Dachhaut und ist damit deutlich unauffälliger. Die teurere, weil aufwendigere Montage wird teilweise durch die Einsparungen bei der Dacheindeckung ausgeglichen.
Solarthermie: Aufdach- oder Indach-Montage´
Solarthermie: Aufdach- oder Indach-Montage´
Hinweis: Zwischen einer Indach- und einer Aufdachmontage kann nur wählen, wer sich für herkömmliche Flachkollektoren entschieden hat. Die effektiveren Vakuumröhrenkollektoren lassen sich aufgrund ihrer höheren Bauweise schlecht ins Dach integrieren.
  • Aufständerung: Die geeignete Lösung bei flachen und zu gering geneigten Dächern. Die Gestelle ahmen praktisch ein Steildach nach und helfen damit, den Solarertrag zu optimieren. Im Unterschied zu einem vorhandenen Dach kann eine Flachdach-Aufständerung im perfekten Winkel zur Sonneneinstrahlung ausgerichtet werden.
Der Neigungswinkel kann durch Aufständerungen optimiert werden
Der Neigungswinkel kann durch Aufständerungen optimiert werden
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Fassadenanlage als beliebteste Alternative zur Dachanlage

Ist die Dachfläche beispielsweise durch eine Photovoltaik-Anlage belegt oder der Untergrund ganz einfach für die Installation ungeeignet, wird die Montage gerne auch an der Hauswand vorgenommen. Da die Erträge einer Solarfassade etwa 30 Prozent unter denen einer optimal ausgerichteten Dachanlage liegen, ist eine südliche Richtung ein Muss. Bedingt durch den Sonnenlauf verspricht eine Orientierung nach Südosten oder Südwesten die besten Erträge.

Solarthermie an der Fassade: Die tiefstehende Sonne wird optimal genutzt
Solarthermie an der Fassade: Die tiefstehende Sonne wird optimal genutzt

Vertikal montierte Kollektoren eignen sich vor allem zur Heizungsunterstützung, da der tiefere Sonnenstand auch im Winter für Wärmeenergie sorgt. Je nach Bauvorhaben und gewünschter Anlagennutzung bieten sich unterschiedliche Montagearten an:

  • Vorgesetzt: In einem kleinen Abstand vor die Fassade montiert, ist diese Lösung einer Indach-Anlage vergleichbar. Mit ihr kann ein Bestandsbau ebenfalls besonders preisgünstig mit Solarthermie-Kollektoren ausgestattet werden.
  • Integriert: Genau wie eine Indach-Anlage ist auch ein in die Hauswand eingelassenes Kollektorenfeld die optisch attraktivere In die Wandverkleidung integriert, kann das nützliche Element geradezu gestalterisch wirken. Aus preislichen Gründen ist eine Fassadenintegration nur bei einem Neubauprojekt profitabel.
  • Abgeständert oder einstellbar: Die optimale Lösung für die Warmwassererzeugung. Die Kollektoren werden entweder in Schräglage montiert oder die integrierten Röhren zur Sonneneinstrahlung ausgerichtet. Letzteres ist die unauffälligere und daher sicher auch schönere Lösung. Geeignet sowohl für Neu- als auch für Altbauten.
Tipp: Vakuumröhrenkollektoren so montieren, dass die Röhren waagerecht liegen! So treffen die Sonnenstrahlen wie gewünscht senkrecht auf den Absorber.

Weitere Informationen zu diesem Thema finden Sie in unserem Beitrag Solarthermie an der Fassade.

Alternativen zur Dach- oder Hauswand-Aufstellung

Für die Aufstellung der Solarthermie-Kollektoren muss es nicht unbedingt ein Dach oder eine Fassade sein. Auf vielen Grundstücken bietet sich eine Reihe von alternativen Standorten. Bei der Installation muss der Anschluss an die Hausanlage natürlich im Auge behalten werden:

  • Vordach, Garage und Carport: Sowohl Schräg- als auch Flachdachlösungen kommen infrage, an der Seitenwand gegebenenfalls zusätzlich eine Fassadenanlage.
  • Balkon: Geländer sind ideal für eine Vertikalmontage der Kollektoren, je nach Situation auch in leichter Neigung. Das gleiche gilt bei Grundstücks-Einzäunungen und Sichtschutzwänden wie beispielsweise neben der Einfahrt.
  • Im Garten kann das Gartenhaus-Dach genutzt werden. Beliebt sind mobile thermische Solaranlagen, die keine Energie ins Haussystem einspeisen, sondern das Wasser für die Gartendusche und den Swimmingpool erwärmen. Lesen Sie dazu unseren separaten Beitrag zur Poolheizung.
  • Bei ausreichend Platz besteht auch die Möglichkeit, auf dem Gelände eine Freiflächenanlage zu installieren. Ausrichtung und Neigung der Solarkollektoren sind dabei vollkommen frei wählbar.
Die Solarthermie-Anlage muss nicht zwingend auf dem Dach sein
Alternative Garten: Die Solarthermie-Anlage muss nicht zwingend auf dem Dach oder an der Fassade sein

Dachanlage: Prüfung von Statik und Zustand des Montageuntergrunds

In der Regel sind Dachflächen so ausgelegt, dass bereits beim Bau eine ausreichende Dachlastreserve mit einkalkuliert wird. Ein intaktes Dach trägt das zusätzliche Gewicht der Kollektoren also problemlos. Möchte man jedoch ein älteres Hausdach mit einer Solarthermieanlage ausstatten, sollte man vorab prüfen, ob der Montageuntergrund die zusätzliche Belastung aushält. Als Richtwert werden 300 Newton pro Quadratmeter Dachfläche genannt. Dies entspricht einem Gewicht von 30 Kilogramm auf dieser relativ kleinen Fläche. Davon entfallen alleine auf die Kollektoren zwischen 10 und 25 Kilogramm, je nach Bauform.

Solaranlage auf Hausdach: Statik beachten
Solaranlage auf Hausdach: Statik beachten
Hinweis: Mit so viel Kollektorfläche rechnet man im Allgemeinen bei einem Einfamilienhaus: Für eine solarthermische Anlage zur Trinkwassererwärmung  sollten mindestens 5 Quadratmeter zusammenhängende Dachfläche zur Verfügung stehen. Soll die solarthermische Anlage die Heizung unterstützen, muss, je nach Personenzahl und dem entsprechenden Auslegungsziel, in etwa die doppelte Dachfläche belegt werden.

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Schneelast und Windlast werden oft unterschätzt

Einige Hausbesitzer haben sich bereits gewundert: Soviel Schnee hatten wir ja noch nie! Auch ungewöhnlich heftige Stürme werden immer häufiger beobachtet. Im Zuge des Klimawandels ist eine schnee- und windfeste Konstruktion der Solarthermie-Anlage jetzt wichtiger denn je.

  • Bei der Berechnung der Dachlast müssen für Schnee zusätzlich folgende Werte einkalkuliert werden: Das Gewicht bei 10 cm Schneehöhe beträgt bei Pulverschnee 5, trockenem Altschnee 30-40, feuchtnassem Altschnee 40-50 und bei Eis sogar 90 Kilogramm pro Quadratmeter.
Schnee wiegt mehr als man gewöhnlich denkt
Schnee wiegt mehr als man gewöhnlich denkt
Schneelastzonen in Deutschland
Schneelastzonen in Deutschland
  • Bei der Planung des Befestigungssystems muss die Planung der maximalen Windgeschwindigkeit zugrunde gelegt werden. Diese kann bis zu 30 Meter pro Sekunde betragen. Die Druckbelastung (Einwirkung auf das Tragwerk) liegt dann bei 0,56 Kilonewton bzw. 56 Kilogramm pro Quadratmeter.
Die Konstruktion muss der Windlast standhalten können
Die Konstruktion muss der Windlast standhalten können
Windlastzonen in Deutschland
Windlastzonen in Deutschland
Hinweis: Die DIN EN 1991-1 (ehemals DIN 1055) ordnet die Regionen in Deutschland 5 Schneelastzonen (DIN EN 1991-1-3) und 4 Windzonen (DIN EN 1991-1-4) zu. Bei beiden Größen handelt es sich um Flächenlasten. Es gibt jedoch einen Unterschied: Während die Schneelast in senkrechter Richtung wirkt, erfasst die Windlast die horizontale Bewegung. Ein Schneelastrechner ermöglicht die Berechnung der Last bei Satteldächern. Zur Ermittlung der Schneelast- und Windlastzonen hält unser Beitrag zur Photovoltaik entsprechende Informationen und Karten bereit.

Montage muss fachgerecht ausgeführt werden

Für die Montage einer Aufdachanlage werden in der Regel herkömmliche Dachhaken verwendet. Höhenverstellbare Dachhaken haben den Zweck, die Kollektoren auf einem nicht mehr ganz perfekten Dach in die gewünschte Position zu bringen. Mit kaum Mehraufwand können also auch ältere Hausdächer mit einer thermischen Solaranlage versehen werden. Wichtig ist die gleichmäßige Verteilung der Kollektoren, damit einzelne Dachziegel nicht zu stark, weil punktuell belastet werden und die Anlage möglicherweise abrutscht.

Bei der Montage muss ein schiefes Dach ausgeglichen werden
Bei der Montage muss ein schiefes Dach ausgeglichen werden

Das direkt unter der Eindeckung liegende Rohrsystem erfordert eine intakte Dachhaut. Undichte oder bei der Montage beschädigte Dachareale müssen sowohl vor als auch während des Betriebes der Solarthermieanlage direkt ausgebessert werden. Nur so kann keine Feuchtigkeit eindringen und schwere Schäden hervorrufen.

Fazit

Bei der Aufstellung von Solarthermie-Kollektoren ist die Dachmontage zu bevorzugen. Hier ist mit der höchsten Einstrahlungsintensität und damit dem höchsten Ertrag zu rechnen. Die Belastung durch das zusätzliche Gewicht ist jedoch nicht ohne. Reicht die Tragfähigkeit des Daches nicht aus oder widersprechen andere Umstände einer Installation, kann auf eine Alternative ausgewichen werden: die Installation an der Fassade. Auch am Balkongeländer, auf dem Garagendach, an der Einzäunung und etlichen Orten im Garten finden sich zahlreiche Möglichkeiten, eine Solarthermieanlage zu platzieren.

Hinweis: Streng genommen gehört auch die Aufstellung des Solarspeichers zum Thema „Solarthermie-Anlage Aufstellung“. Kombinierte Solarthermie-Speicher für Warmwasser und Heizungsunterstützung sind voluminös und ein Aufstellort nicht so leicht zu finden. Bei Neubauten sollte er daher von vorneherein eingeplant werden. Reine Trinkwasserspeicher dagegen finden meist noch Platz im vorhandenen Heizungskeller.
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