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Photovoltaik am Gebäude

Stand: August 2023

Eine Photovoltaikanlage (PV-Anlage) ist eine elektrische Anlage zur Stromerzeugung aus Sonnenenergie. Die erste wichtige technische Anwendung der Photovoltaik gab es in den 1960ziger Jahren, als 1958 der erste Satellit ausgestattet mit Solarzellen ins Weltall gebracht wurde. Durch die Einführung des Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG) im Jahr 2000 wurde in Deutschland der Ausbau der Stromerzeugung durch Photovoltaik vorangetrieben. Während zu den Anfangszeiten der EEG-Vergütung die Photovoltaikanlagen vor allem ertragsoptimiert ausgelegt worden sind, werden sie heute eher verbrauchsoptimiert ausgelegt. Dies bedeutet, dass früher die Anlagen aufgrund der attraktiven Einspeisevergütung so ausgelegt waren, dass sie möglichst hohe Erträge bringen sollten, während heutzutage der Fokus eher darauf liegt, dass der erzeugte Strom möglichst selbst verbraucht werden kann.

Foto, Luftaufnahme einer Siedlung, wobei auf jedem Dach eine Photovoltaikanlage platziert wurde.

Photovoltaik-Integration

Neben groß dimensionierten Freiflächenanlagen wird die Photovoltaik vor allem in oder an der Außenhülle von Gebäuden installiert. Die gestalterischen Möglichkeiten sind vielfältig und reichen von klassischen Aufdach-Anlagen in verschiedenen Größen über dachintegrierte Lösungen, komplette Photovoltaik-Dächer bis hin zu aufwändigen Fassadenanlagen.

Foto, ein modernes mehrstöckiges Wohngebäude mit einer Photovoltaikanlage auf dem Dach.

Integrationsstufen von Photovoltaik

Für Photovoltaikanlagen am Gebäude gibt es verschiedene Integrationsmöglichkeiten, sodass keine zusätzlichen Flächen für die Installation verbraucht werden.

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Foto, Neubau eines Einfamilienhauses, das Dach ist mit modernen Solarziegeln gedeckt.

Photovoltaik-Dachanlagen

PV-Anlagen auf geneigten Dächern haben in der Regel einen besonders guten Ertrag. Sie können aufgeständert oder komplett dachintegriert montiert werden.

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Modultechnologien

Mehrere Solarzellen zusammen ergeben ein Photovoltaikmodul und damit das Herzstück der Anlage. Sie unterscheiden sich je nach Material, Design und Herstellungsprozess. Daraus ergeben sich verschiedene Modultechnologien.

Photovoltaik-Anlagen werden in der Planung mittels Software simuliert und möglichst optimiert. Den künftigen Ertrag beeinflussen neben der Modultechnologie, Standort, Ausrichtung, Modulneigung und Art der Aufstellung.

Foto, Nahaufnahme von Solarmodulen auf einem Dach.

Modultechnologien für Photovoltaikanlagen

Je nach Gegebenheiten vor Ort kommen bei den Photovoltaikanlagen verschiedene Modultechnologien zum Einsatz. Um Details rund um die geplante Anlage festzulegen, erfolgen im Vorfeld Simulationen mittels Software.

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Begriffe, Regelungen und Normen

Foto, Nahaufnahme eines eines Monteurs, der ein Photovoltaikmodul auf einem Flachdach installiert.

Regelungen und Normen zu Photovoltaik

Für die Installation von Photovoltaik-Anlagen an Gebäuden gibt es zahlreiche Vorgaben, die in unterschiedlichen Normen und Gesetzestexten festgeschrieben sind.

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Begriffsdefinitionen und -erläuterungen zu Photovoltaik

Von A wie Antireflexschicht bis M wie MPP-Tracker, von N wie Notstrom bis Z wie Zelltypen: Das Glossar des Gebäudeforums klimaneutral bietet umfangreiche Informationen zu vielen Begriffen aus dem Themenfeld Photovoltaik.

zum Glossar

Stromeigennutzung

Um den Autarkiegrad eines Gebäudes zu erhöhen, können erneuerbare Energien nicht nur zur Wärme-, sondern auch zur Stromerzeugung genutzt werden. Vorteilhaft ist der Betrieb einer Photovoltaik-Anlage in Kombination mit einem Batteriespeicher und einem Energie-Management-System, um so viel eigenen Strom wie möglich zu nutzen. Je nachdem, ob und wie stark Strom-Verbraucher im Gebäude aktiv sind oder auch eine Wärmepumpe Strom zieht, kann der Überschuss-Strom unter Umständen ins Netz eingespeist werden.

Mit einem besonderen Mess- und Steuerungskonzept, der sogenannten Kaskadenschaltung, ist es möglich, den Eigenstrom aus einer PV-Anlage optimiert und zusätzlich auch einen günstigen Wärmepumpentarif zu nutzen.

Foto, Seitenansicht eines modernes Einfamilienhaus mit einer Solaranlage auf dem Dach und eine davor aufgestellten Wärmepumpe.

Stromeigennutzung mit einer Wärmepumpe

Eine Wärmepumpe lässt sich gut mit einer mit Photovoltaik-Anlage kombinieren. Der auf dem eigenen Dach erzeugte Solarstrom kann direkt im Gebäude verbraucht und gleichzeitig für den Betrieb der Wärmepumpe genutzt werden.

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Begrünung und Brandschutz

Solaranlage können auch in Kombination mit einer Dachbegrünung umgesetzet werden, so dass die Vorteile aus beiden Ansätzen sinnvoll genutzt werden können.

Darüber hinaus sind auch Fragen essentiell, was im Brandfall einer Anlage zu tun ist – auch für die eingesetzten Löschtrupps –, wie Brände verursacht werden und sich dabei Risiken minimieren lassen.

Foto, Luftbild von mehreren mehrstöckigen Gebäuden mit Gründächern und Solaranlagen.

Solar-Gründächer

Photovoltaik-Dachanlagen und Dachbegrünung lassen sich miteinander kombinieren und die Vorteile von beidem nutzen.

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Foto, im Vordergrund auf dem Boden liegend ein Feuerwehrschlauch mit Sperrventil, im Hintergrund einige Feuerwehrmitarbeiter beim Löschen einer Photvolatik-Anlage auf dem Dach eines Gebäudes.

Brandschutz bei PV-Anlagen

Photovoltaikanlagen unterscheiden sich hinsichtlich des Brandschutzes und des Verhaltens im Brandfall von anderen Elektroinstallationen. Der Beitrag fasst die wichtigsten Fragen, Risiken, Lösungsansätze, Maßnahmen und Regeln zusammen.

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Photovoltaik als Baustein integrierter Systeme

Foto, Außenansicht einer Gebäudefassade mit integriertem Photovoltaik-Element

Multifunktionale Fassadenelemente

Durch Fassadenmodule mit integrierter Gebäudetechnik, zu denen die Fraunhofer-Institute IBP und IEE forschen, lässt sich erneuerbare Energie in der Hülle gewinnen und vor Ort nutzen. Eine energieeffiziente Sanierung wird durch Fassadenaustausch möglich.

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Foto, Nahaufnahme von Photovoltaik-Kollektoren auf einem Dach vor blauem Himmel.

PVT-Wärmepumpen-Kollektor

PVT-Wärmepumpen-Kollektoren gewinnen gleichzeitig Strom über Photovoltaik (PV) sowie Solar-Thermische- (T) und Luft-Wärme als Energiequelle für Sole-Wärmepumpen

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Best-Practice-Beispiele und Innovationen

Foto, eine Drohne in der Luft über einer Baustelle.
Foto, Aufnahme aus der Luft auf U-förmiges Mehrfamilienhaus mit Photovoltaik-Kollektoren auf dem Dach.
Foto, außen liegende Wasserstoffspeicher mit zahlreichen Wasserstofftanks
Foto, Hausfassade von unten nach oben aufgenommen vor blauem Himmel.
Foto, Straßenansicht mehrerer Gebäude. Im Mittelpunkt stehen zwei mit Holz verkleidete, mehrstöckige Gebäude.
Foto, Luftaufnahme eines U-förmigen Mehrfamilienhauses mit Innenhof.

Downloads und Tools

Downloads

  • Factsheets

    Photovoltaikanlagen

    Die Broschüre erläutert die Technik von Photovoltaikanlagen und Informiert zu den Themen Eigenverbrauch und Speicherung. C.A.R.M.E.N. e. V.

    Stand: Februar 2023

    PDF 7,67 MB

  • Praxishilfen

    Planung und Auslegung des Systems PV-Anlage, Wärmepumpe und Speicherung

    Dieses Informationsblatt liefert eine erste Auslegungshilfe zur Planung und Auslegung eines Systems aus Photovoltaik-Anlage, Wärmepumpe und Speicher.

    Stand: April 2018

    PDF 374 KB

  • Leitfaden für Photovoltaik auf Mehrfamilienhäusern

    Ziel des interaktiven Leitfadens ist es, eine Entscheidungshilfe für Photovoltaik (PV) auf Mehrfamilienhäusern zu liefern. Er dient als Hilfestellung für die Wahl eines geeigneten Betriebskonzeptes für die PV-Anlage. Energieagentur Regio Freiburg GmbH

  • Photovoltaik für Wohngebäude

    Anwendungsmöglichkeiten der Photovoltaik sowie Anlagentechnik, Kosten und Wirtschaftlichkeit. Klimaschutz- und Energieagentur Niedersachsen

  • Praxishilfen

    System Photovoltaik, Wärmepumpe und Speicher

    Informationen des Bundesverbandes der Deutschen Heizungsindustrie e. V. zur Steigerung des Eigenverbrauchs von selbst erzeugtem Strom.

    Stand: März 2017

    PDF 406KB

  • Leitfäden

    Zukunftslösungen für PV-Anlagen – Ein Leitfaden für Betreibende

    Die Broschüre zeigt auf, wie eine PV-Anlage nach dem Ende der 20-jährigen Vergütung nach dem EEG wirtschaftlich weiterbetrieben werden kann. Dazu bietet die Broschüre Entscheidungshilfen und Abschätzungen der Wirtschaftlichkeit einzelner Optionen.

    Stand: Februar 2022

    PDF 1,6 MB

Tools

  • Toolbox

    PV.Rechner

    Online-Tool zur Abschätzung, ob die Investition in eine Photovoltaik-Anlage finanziell und energetisch sinnvoll ist. NRW.Energy4Climate GmbH

  • Toolbox

    PV-Anlagenplanung

    Tool zur vereinfachten Planung und Simulation von PV-Anlagen

  • Toolbox

    Berechnung des Autarkiegrads durch PV-Speicher

    Tool zur Berechnung der Unabhängigkeit der Stromversorgung Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin, Studiengang Regenerative Energien

  • Toolbox

    Digitaler Leitfaden Bauwerkintegrierte Photovoltaik

    Der Leitfaden Bauwerkintegrierte Photovoltaik (BIPV) der BIPV-Initiative Baden-Württemberg vermittelt Akteuren im Bauwesen den neuesten Stand der Technik und bietet praktische Unterstützung bei der Integration von Solarmodulen in die Gebäudehülle.

Ausgewählte Fachinfos aus dem Partnernetzwerk

Leitfaden für Photovoltaik auf Mehrfamilienhäusern

Ziel des interaktiven Leitfadens ist es, eine Entscheidungshilfe für Photovoltaik (PV) auf Mehrfamilienhäusern zu liefern. Er dient als Hilfestellung für die Wahl eines geeigneten Betriebskonzeptes für die PV-Anlage. Energieagentur Regio Freiburg GmbH

Logo Energieagentur Regio Freiburg GmbH

Energieagentur Regio Freiburg GmbH

Seit über 20 Jahren engagiert sich unser interdisziplinäres Team für den Klimaschutz und hilft, die Folgen des Klimawandels zu meistern. Wir nutzen unsere Synergien, um kompetent und vorausschauend zu…

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Factsheets

Photovoltaikanlagen

Die Broschüre erläutert die Technik von Photovoltaikanlagen und Informiert zu den Themen Eigenverbrauch und Speicherung. C.A.R.M.E.N. e. V.

Stand: Februar 2023

PDF 7,67 MB

Logo C.A.R.M.E.N. e. V.

C.A.R.M.E.N. e. V.

C.A.R.M.E.N. e. V., das Centrale Agrar-Rohstoff Marketing- und Energie-Netzwerk, mit Sitz in Straubing, ist Teil des Kompetenzzentrums für Nachwachsende Rohstoffe (KoNaRo) und befasst sich mit den…

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Vortragsfolien

Das Expertenteam des Gebäudeforums hat übersichtliche Vortragsfolien erstellt, die auszugsweise oder in Gänze für Präsentationen zum Thema verwendet werden dürfen. Die Folien können nebenstehend als Powerpoint-Datei heruntergeladen werden.

Präsentationen

Vortragsfolien zu Photovoltaik

Eine Zusammenstellung von Präsentationsfolien zur Verwendung in Vorträgen zum Thema Photovoltaik.

Stand: April 2022

PPTX 9 MB

Zahlen zu Photovoltaik

Folgende Diagramme entstammen dem dena-Gebäudereport 2024. Der Gebäudereport als PDF-Download sowie weitere interaktive Diagramme mit Zahlen und Daten zum Gebäudebestand in Deutschland können auf der Themenseite zum Gebäudereport 2024 abgerufen werden.

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PVT-Wärmepumpen-Kollektoren gewinnen gleichzeitig Strom über Photovoltaik (PV) sowie Solar-Thermische- (T) und Luft-Wärme als Energiequelle für Sole-Wärmepumpen

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Nutzung von erneuerbaren Energien zur Wärme- und Kälteerzeugung

Die Inhalte des Erneuerbare-Energien-Wärmegesetzes (EEWärmeG) sind größtenteils in Teil 2, Abschnitt 4 und Teil 3, Abschnitt 2 des GEG aufgegangen.

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Foto, Blick von oben auf dem Dach eines Mehrfamilienhauses mit Photovoltaikanlage. Im Hintergrund Baustelle eines Hochhauses mit Kränen.

Gebäudeenergiegesetz (GEG)

Das Gebäudeenergiegesetz (GEG) legt die energetischen Standards für Neubauten und für Bestandsbauten bei Sanierungen fest und regelt die Einsparung von Energie in Gebäuden.

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