Solarmodule quer oder hochkant montieren?

Ein gängiges Dachmodul ist ein Rechteck, zum Beispiel 1.757 × 1.134 mm beim Glas-Glas-Modul Aiko Neostar 2S+ 54 mit 108 Zellen laut Datenblatt. Für die Einbaulage gibt es zwei Bezeichnungen:

• Hochkant (Portrait, Hochformat): Die lange Modulseite verläuft von der Traufe zum First, also in Richtung der Dachneigung. Das ist auf deutschen Schrägdächern die häufigste Variante.
• Quer (Landscape, Querformat): Die lange Seite liegt parallel zur Traufe. Man spricht auch von PV-Quermontage.

Die Einbaulage ist unabhängig von der Himmelsrichtung und vom Neigungswinkel. Ein quer liegendes Modul auf einem Süddach erzeugt bei gleicher Neigung und ohne Verschattung praktisch denselben Ertrag wie ein hochkant liegendes, denn die aktive Fläche ist identisch. Unterschiede entstehen erst durch drei Dinge: die Flächenausnutzung, die Befestigung (Klemmbereiche, Schienenführung, zulässige Last) und das Verhalten bei Teilverschattung oder Schnee. Wie Sie Himmelsrichtung und Neigung wählen, lesen Sie im Ratgeber zur Ausrichtung.

Der Hersteller Aiko weist in seinem Installationshandbuch außerdem darauf hin, dass alle Module eines Feldes möglichst dieselbe Ausrichtung und denselben Winkel haben sollten, weil unterschiedliche Einstrahlung zu ungleicher Leistung führt. Das betrifft vor allem gemischte Neigungen; hochkant und quer im selben Feld bei gleicher Neigung kommt in der Praxis vor, sollte aber in der Stringplanung berücksichtigt werden.

Der wichtigste praktische Grund für die eine oder andere Lage ist die Geometrie Ihres Daches. Ein Rechenbeispiel mit dem genannten Modulformat (1.757 × 1.134 mm) und dem im Aiko-Handbuch genannten Mindestabstand von 10 mm zwischen benachbarten Modulen, ohne Randabstände und Klemmenbreite:

In diesem Beispiel bringt die Quermontage vier Module mehr aufs Dach, die Mischbelegung sogar fünf. Bei einer anderen Dachhöhe kann es genau umgekehrt sein: Ist die belegbare Fläche zum Beispiel 3,6 m hoch, passen zwei Reihen hochkant (3,52 m), aber nur drei Reihen quer (3,42 m) – bei 9,5 m Breite also 16 Module hochkant gegenüber 15 quer. Es lohnt sich deshalb, beide Varianten durchzurechnen, bevor Sie Angebote vergleichen.

In der Praxis verkleinern Randabstände, Schneefanggitter, Dachfenster, Gauben und Schornsteine die nutzbare Fläche. Planungsprogramme der Montagesystem-Hersteller berücksichtigen solche Hindernisse. K2 Systems empfiehlt dafür etwa die Online-Software K2 Base, die eine Bauempfehlung, Stückliste und einen Statikbericht erzeugt. Auf flachen, breiten Dächern wie Garagen oder Carports passt die Quermontage oft besser, auf hohen, schmalen Dachflächen eher hochkant.

Im Datenblatt steht meist nur ein einziger Lastwert, beim genannten Aiko-Modul zum Beispiel „Front 5400 Pa, Back 2400 Pa“. Das Installationshandbuch zeigt aber, dass dieser Wert nur für bestimmte Befestigungsarten gilt. Aiko schreibt ausdrücklich, dass die statische Last je nach Montagemethode variieren kann, und listet für jedes Modulformat die zulässigen Klemmbereiche auf. Für das gerahmte Doppelglasmodul im Format 1.757 × 1.134 mm (Typ MAH54Db, wie im Datenblatt oben) nennt das deutsche Handbuch (Version V29) folgende Prüflasten bei Klemmbefestigung:

Selbst innerhalb einer Baugröße unterscheiden sich die Werte je nach Bauart: Für die Einzelglas-Variante desselben Formats (MAH54Mw/MAH54Mb) nennt dasselbe Handbuch bei Methode 5 zum Beispiel +2.400 / −2.400 Pa.

Was heißt das fürs Dach? Bei der üblichen einlagigen Montage laufen die Schienen waagerecht über das Dach. Hochkant liegende Module werden dann an der Längsseite geklemmt, und die Schienen kreuzen die Längsseite – das entspricht Methode 6 und damit, bei Klemmen im Bereich 295–395 mm, der höchsten Prüflast. Legen Sie dieselben Module quer auf waagerechte Schienen, verlaufen die Schienen parallel zur Längsseite, und die zulässige Last fällt bei diesem Modul deutlich niedriger aus. Deshalb sieht zum Beispiel die Montageanleitung des K2 SingleRail-Systems für die Querlage einen eigenen Aufbau „Landscape mit Kreuzverbund“ vor: Eine zweite Schienenlage wird quer auf die erste montiert, auf der die Module dann befestigt werden. Auf Trapezblech gibt es Kurzschienen, die laut K2 direkt für die horizontale Modulorientierung gedacht sind, etwa die K2 MultiRail.

Wichtig: Diese Werte sind Prüflasten. Laut Aiko-Handbuch muss für die Auslegungslast mindestens durch den Sicherheitsfaktor 1,5 geteilt werden, und die tatsächliche Projektlast ergibt sich aus Standort, Klima, Montagesystem und den geltenden Normen. Die Klemmbereiche und Werte anderer Hersteller weichen ab; maßgeblich ist immer das Installationshandbuch Ihres konkreten Moduls. Mehr zu Schienen, Dachhaken und Systemen finden Sie in unserem Bereich Unterkonstruktion.

Ob die PV-Quermontage mehr Material braucht, hängt vom System ab:

• Ziegeldach mit Dachhaken: Hochkant genügt meist eine Schienenlage. Für quer liegende Module sieht zum Beispiel die K2-Anleitung für SingleRail einen Kreuzverbund mit zweiter Schienenlage vor. Das bedeutet mehr Schienen, Verbinder und Montagezeit. Details zu Dachhaken finden Sie unter PV-Montage auf dem Ziegeldach und beim K2 SingleRail.
• Trapezblech: Kurzschienen werden direkt auf die Hochsicken geschraubt; welche Modullage zulässig ist, legt der Hersteller fest. Mehr dazu auf der Seite Trapezblech.
• Flachdach: Aufgeständerte Systeme werden für eine bestimmte Lage oder für beide angeboten. Schletter gibt etwa für FixGrid Pro an, dass Hoch- und Querformat sowie Süd- und Ost-West-Aufstellung möglich sind. Siehe auch Flachdach.

Die K2-Anleitung nennt weitere Punkte, die unabhängig von der Lage gelten: Herstellerangaben zum Klemmbereich beachten, Modulklemmen mit dem vorgegebenen Drehmoment anziehen (bei K2 16 Nm) und bei hohen Schneelasten unter den Dachhaken Metalldachplatten oder Blechersatzziegel einsetzen. Weil sich die Materialliste je nach Lage deutlich unterscheiden kann, sollten Angebote immer angeben, welche Einbaulage und welches Montagesystem geplant sind. Konkrete Preise nennen wir hier bewusst nicht, weil sie je nach Dach und Anbieter stark schwanken.

Solarmodule enthalten Bypassdioden, die bei Verschattung einzelne Zellgruppen überbrücken. Ohne sie würden verschattete Zellen den ganzen Strang lahmlegen und sich im schlimmsten Fall gefährlich erhitzen (Hotspot). Das Aiko-Modul aus unserem Beispiel hat laut Datenblatt drei Bypassdioden in der Anschlussdose.

Wie stark ein Schatten oder ein Schneerand an der Unterkante wirkt, hängt davon ab, welche Zellgruppen er trifft – und das hängt von der Einbaulage ab. Liegt ein Schatten quer über alle Zellgruppen, kann der Ertrag des ganzen Moduls einbrechen; trifft er nur eine Zellgruppe, überbrückt die Diode diese und der Rest arbeitet weiter. Eine pauschale Regel „quer ist bei Schnee besser“ gibt es deshalb nicht. Fragen Sie Ihren Installateur, wie die Zellstränge des geplanten Moduls verschaltet sind und wo typische Schatten (Schornstein, Nachbarreihe, Schneerand) auftreffen.

Aiko empfiehlt im Installationshandbuch, in schneereichen Regionen die Montagehöhe so zu wählen, dass die Unterkante nicht im Schnee liegt, und die Abflussöffnungen im Rahmen nicht zu verdecken. Mehr zu Schatten, Optimierern und Stringplanung lesen Sie im Ratgeber Verschattung.

Mit „schräg“ ist meist der Neigungswinkel gemeint, nicht die Einbaulage. Wer PV-Module schräg montieren möchte, hat drei typische Fälle:

• Schrägdach: Die Module folgen der Dachneigung (dachparallel). Hochkant oder quer ändert die Neigung nicht.
• Flachdach: Module werden aufgeständert. Schletter bietet FixGrid zum Beispiel mit 5°, 10° und 15° an. Laut Aiko-Handbuch sollte der Installationswinkel nicht unter 10° liegen; flacher montierte Module neigen eher zu Wasser- und Schmutzansammlungen. Je steiler die Aufständerung, desto größer wird in der Regel der Reihenabstand, damit sich die Reihen nicht gegenseitig verschatten.
• Fassade, Geländer, Garten: Hier wird oft quer oder sehr steil montiert. Für Balkonkraftwerke gelten eigene Regeln: Seit dem Solarpaket I ist die Wechselrichterleistung auf 800 VA begrenzt, die Modulleistung darf bis zu 2.000 Wp betragen, und das Gerät muss im Marktstammdatenregister angemeldet werden. Mehr Einspeiseleistung ist nur als reguläre PV-Anlage mit Elektrofachbetrieb möglich. Passende Halterungen finden Sie unter Balkonkraftwerk-Halterungen.

Die Verbraucherzentrale nennt eine Südausrichtung mit 30 Grad Neigung als Optimum für die maximale Stromproduktion; Neigungen unter 25 oder über 60 Grad können den Stromgewinn um bis zu zehn Prozent verringern. Auf Aufdachanlagen fordert Aiko mindestens 10 cm Abstand zwischen Modulrahmen und Dach für die Hinterlüftung.

1. Dach ausmessen und beide Varianten (plus Mischbelegung) durchrechnen, inklusive Randabständen und Hindernissen.
2. Installationshandbuch des Moduls prüfen: Welche Klemmbereiche und Prüflasten gelten für hochkant und quer auf dem geplanten Montagesystem?
3. Montagesystem klären: Braucht die Querlage einen Kreuzverbund oder spezielle Kurzschienen? Liegt ein Statiknachweis vor?
4. Schnee und Schatten bedenken: Wo liegen Schneeränder und typische Schatten, und wie ist das Modul intern verschaltet?
5. Optik: Eine gleichmäßige Fläche wirkt ruhiger; Mischbelegungen sind technisch möglich, aber Geschmackssache.
6. Angebote vergleichen: Achten Sie darauf, dass Einbaulage, Modulanzahl und Montagesystem im Angebot klar benannt sind. Vergleichbare Angebote von Fachbetrieben erhalten Sie über unsere Seite Angebote.

Welche Module infrage kommen, sehen Sie in der Übersicht Solarmodule, den Ertrag Ihrer Planung können Sie mit dem PV-Rechner abschätzen.