Photovoltaik auf und an Gebäuden

Gewerbliche Bauten und öffentliche Liegenschaften werden zu Stromerzeugern

In NRW sind Dachanlagen mit einer Gesamtleistung von rund 9,23 Gigawatt installiert (Stand: Ende 2023). PV-Dachanlagen können in der Regel genehmigungsfrei errichtet und der erzeugte Strom teilweise vor Ort genutzt werden. Gleichzeitig stehen sie nicht in Konkurrenz zu anderen Flächennutzungen.

In Nordrhein-Westfalen besteht aufgrund der hohen Dichte an Gebäuden ein enormes Potenzial für den Ausbau der Photovoltaik auf/an Gebäuden. Nahezu alle Dacharten sind für die Installation von PV-Anlagen geeignet. Vor der Planung der Anlage ist die statische Tragfähigkeit des Daches zu prüfen. Auf einem Flachdach werden die PV-Module auf einer geeigneten Unterkonstruktion aufgeständert und in einem optimalen Neigungswinkel zur Sonne ausgerichtet. Dabei gibt es grundsätzlich zwei Möglichkeiten der Modulanordnung: die Süd- und die Ost-West-Ausrichtung. Bei der Südausrichtung werden alle Module in Reihen mit benötigtem Abstand zueinander aufgestellt. Die Abstände zwischen den Reihen sind notwendig, um eine Verschattung der einzelnen Modulreihen untereinander zu vermeiden. Bei der Südausrichtung aller Module wird insgesamt der höchste spezifische Stromertrag pro Modul erreicht. Bei hoher Sonneneinstrahlung ist die Stromproduktion in den Mittagsstunden sehr hoch, während sie in den Morgen- und Abendstunden geringer ist. Mittlerweile werden die Module häufiger nach Osten und Westen ausgerichtet. Durch diese Ost-West-Ausrichtung entsteht keine Produktionsspitze in den Mittagsstunden, die Erzeugung wird gleichmäßiger mit mehr Ertrag in den Vormittags- und Nachmittagsstunden. Dadurch kann ein höherer Anteil des erzeugten Stroms zeitgleich mit der Erzeugung genutzt werden, was zu höherer Einsparung an Strombezugskosten führt.

 

Amortisation von PV-Anlagen

 

Mithilfe von Globalstrahlungsdaten, also die gesamte am Erdboden ankommende solare Strahlung, die über einen längeren Zeitraum für die betreffende Region gesammelt und ausgewertet werden, können Anlagenbetreibende erkennen, mit welchen Erträgen zu rechnen ist. Durch die Gegenüberstellung von Investitionskosten, Betriebskosten und Erlösen aus dem Stromverkauf im betrachteten Zeitraum kann die Amortisationszeit einer Anlage abgeschätzt werden.

 

 

Eigenversorgung bei hohem Strombedarf vor Ort

 

Solange die Einspeisevergütung und Marktprämie für den ins Netz eingespeisten Strom gemäß EEG geringer sind als die Preise für den aus dem öffentlichen Netz bezogenen Strom, ist es für Anlagenbetreibende wirtschaftlich vorteilhaft, den produzierten Strom primär selbst zu verbrauchen, anstatt ihn in das öffentliche Netz einzuspeisen. Der selbst erzeugte und selbst verbrauchte Solarstrom, für den keine Netzentgelte, Stromsteuer und sonstigen Abgaben anfallen, ersetzt somit den Strombezug aus dem Netz. Die Einspeisevergütung ist dennoch wichtig für die Wirtschaftlichkeit einer PV-Anlage, da der überschüssige Solarstrom, der nicht vor Ort verbraucht wird, vergütet wird.

 

Mit dem Solarkataster des Landesamtes für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz kann eine erste Abschätzung der möglichen Anlagengröße berechnet und deren Wirtschaftlichkeit betrachtet werden.

 

 

Förderangebote für PV-Dachanlagen

 

PV-Anlagen werden vom Bund über das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) gefördert. Der ins Netz eingespeiste Strom wird mit der Einspeisevergütung oder Marktprämie vergütet. Darüber hinaus bieten verschiedene Kreditinstitute zinsgünstige Darlehen für PV-Dachanlagen an. Einen Überblick über Förderangebote von Bund und Land bietet unser Förder.Navi-Tool.

 

 

Kampagne „Mehr Photovoltaik auf Gewerbedächern”

 

Um die Photovoltaik gezielt im Gewerbebereich zu etablieren und dadurch bisher unerschlossene Potenziale zu nutzen, wurde die Kampagne „Mehr Photovoltaik auf Gewerbedächern“ vom Ministerium für Wirtschaft, Industrie, Klimaschutz und Energie des Landes NRW ins Leben gerufen. Unterstützt wird die Kampagne vom Landesverband Erneuerbare Energien NRW e.V., der IHK NRW e. V., vom Handwerk.NRW und von NRW.Energy4Climate. Im Rahmen der Kampagne werden (digitale) Informationsveranstaltungen angeboten und Leitfäden sowie weitere Info-Materialien zur Umsetzung von PV-Projekten bereitgestellt.

 

    FAQ zur Planung einer PV-Anlage

    Welche Bauvorschriften gelten für PV-Anlagen auf und an Gebäuden?

    Für PV-Anlagen auf Dächern und an Fassaden ist in der Regel keine Baugenehmigung notwendig (§ 65 Abs. 1 der Bauordnung NRW). Baurechtliche Vorschriften sind hierbei trotzdem einzuhalten. Bei der Planung und Installation der Anlage sind außerdem die allgemein anerkannten Regeln der Technik anzuwenden. Die Eigentümer:innen und Installationsunternehmen sind für die Einhaltung dieser Vorschriften und Regeln verantwortlich.

     

    Bei Freiflächenanlagen, Parkplatz-PV und wenn das Gebäude im Rahmen der Errichtung der PV-Anlage verändert wird (z.B. durch Dacherweiterungen), ist allerdings immer eine Baugenehmigung einzuholen.

    Wo sind Anbieter und Installationsbetriebe zu finden und worauf ist bei ihrer Auswahl zu achten?

    Bei der Suche nach passenden Anbietern und Installationsbetrieben helfen Branchenverzeichnisse wie der Branchenführer.Erneuerbare.

    Wichtige Informationen, die ein Angebot für eine PV-Anlage enthalten sollte, sind Details zu Modulen, Wechselrichtern, der Unterkonstruktion, verwendeten Kabeln und zum Anschluss an das Stromnetz. Auch eine Wirtschaftlichkeitsberechnung kann Bestandteil eines Angebots sein.

    Um die Angebote besser einschätzen zu können, sollten zwei bis drei Angebote eingeholt werden.

    Was ist beim Netzanschluss der Anlage zu beachten?

    Durch das EEG sind die Netzbetreiber verpflichtet, Anlagen, die den Strom aus Erneuerbaren Energien erzeugen, vorrangig an ihr Netz anzuschließen.

    Vor dem Beginn der Planung einer PV-Anlage ist es für den Anlagenbetreiber wesentlich zu überprüfen, ob ein Anschluss der Anlage an das öffentliche Stromnetz möglich ist. Dafür muss der Anlagenbetreiber ein Netzanschlussbegehren bei seinem lokalen Anschlussnetzbetreiber stellen. Daraufhin wird durch den Netzbetreiber eine Netzverträglichkeitsprüfung durchgeführt, die nach dem EEG spätestens acht Wochen nach Antragstellung vorliegen muss. Hier wird unter anderem geprüft, welcher Verknüpfungspunkt die Kapazität der angefragten zu installierenden Leistung aufnehmen kann und gleichzeitig aus wirtschaftlicher Sicht für den Anschluss am besten geeignet ist. Der Netzanschlussbetreiber kann den Anschluss beim Vorliegen triftiger Gründe verweigern. 

    Anlagenbetreiber sind ebenfalls dazu verpflichtet vor der Inbetriebnahme ein Messkonzept zu entwerfen, dieses mit dem Messstellenbetreiber bzw. dem Netzanschlussbetreiber abzustimmen und es nach einer Freigabe umzusetzen.

     

    Seit der EEG-Novelle 2023 ist es möglich, zwei Anlagen auf das gleiche Dach innerhalb eines Jahres zu installieren und anzumelden, ohne dass diese zusammengefasst werden. Voraussetzung hierfür ist neben der entsprechenden Anmeldung beim Netzbetreiber, dass der Strom aus beiden Anlagen über jeweils eine eigene Messeinrichtung abgerechnet wird.

    Wie erfolgt die Anlagen-Zertifizierung und wann wird sie benötigt?

    Das Anlagenzertifikat wird für alle PV-Anlagen ab einer Größe von 135 kWp benötigt. Das vereinfachte Anlagenzertifikat Typ B (nach VDE/TR8) ist für Anschlussleistungen zwischen 135 kW und 950 kW beim Netzbetreiber einzureichen. Das Zertifikat wurde unter Auflagen im Jahr 2022 eingeführt und darf bis zum 31.12.2025 ausgestellt werden. Bei dieser Ausführung können bestimmte Nachweispunkte nachgereicht und die Anlage zunächst auch ohne diese Nachweise in Betrieb genommen werden. Spätestens 18 Monaten nach der Inbetriebnahme müssen alle Änderungen erfüllt werden.

    Der Verband der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik (VDE) hat alle relevanten Informationen zum Anlagenzertifikat Typ B hier zusammengefasst.

     

    Das Standard-Anlagenzertifikat Typ A (nach VDE/TR8) wird nach der VDE-AR-N 4110 (Mittelspannungsrichtlinie) ab einer Anschlussleistung von 950 kW gefordert.

     

    Die Anträge werden online bei akkreditierten Zertifizierungsstellen gestellt. Die Antragstellung übernimmt in der Regel das Installationsunternehmen.

     

    Wie werden PV-Anlagen nach dem Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) vergütet?

    PV-Anlagen werden nach dem Erneuerbaren-Energien-Gesetz (EEG) für einen Zeitraum von 20 Jahren vergütet. Die Art und Höhe der Vergütung richtet sich nach der Anlagengröße und der Nutzungsform des erzeugten Stroms. Anlagen unter 100 kWp erhalten die Einspeisevergütung vom Netzbetreiber. Diese liegt im Jahr 2023 je nach Größe der Anlage zwischen 5,8 und 8,2 Cent pro kWh.

    Für Anlagen ab 100 kWp gilt die Pflicht zur Direktvermarktung, die mithilfe entsprechender Direktvermarktungsunternehmen umgesetzt wird. Für diese Anlagen gelten ebenfalls gesetzlich definierte anzulegende Werte, die sich aus den Strommarkterlösen und einer Marktprämie zusammensetzen. Die anzulegenden Werte liegen 2023 je nach Größe der Anlage zwischen 6,2 und 8,6 Cent pro kWh.

    Wird der erzeugte Strom nicht vor Ort verbraucht, sondern komplett ins öffentliche Stromnetz eingespeist, werden die Werte in beiden Fällen um 1,9 bis 4,8 Cent pro kWh aufgestockt. Ziel dieser erweiterten Vergütungsform für Volleinspeiseanlagen ist es, die Dachflächen möglichst umfassend für PV-Anlagen zu nutzen. Das gilt besonders für Standorte, an denen der zusätzliche Solarstrom nicht direkt vor Ort verbraucht werden kann.

    Die einzelnen Vergütungssätze sind über die Bundesnetzagentur abrufbar und in der Broschüre „Photovoltaik auf Dächern“ umfassend aufgeschlüsselt.

    Für Anlagen über 1 MWp wird der Vergütungssatz über das Ausschreibungsverfahren der Bundesnetzagentur ermittelt. Alle Informationen zu Terminen und Bedingungen sind hier abrufbar.

    FAQ zur Nutzung des PV-Stroms vor Ort

    Welche Möglichkeiten gibt es, wenn ich nicht selbst investieren will bzw. mich nicht selbst um die PV-Anlage kümmern will?

    Hier bietet sich zum einen das Contracting bzw. die Direktbelieferung an. Ein Investor oder Contractor errichtet und betreibt die Anlage auf dem Dach und liefert den erzeugten Strom an den oder die Verbraucher im Gebäude. Hierzu ist ein Stromliefervertrag zwischen Contractor und Stromverbraucher abzuschließen. Zudem muss der Contractor als Energieversorger eine Reihe von administrativen Pflichten übernehmen. Diese Checkliste bietet eine ausführliche Übersicht über die „Pflichten bei der Inbetriebnahme und dem Betrieb von Photovoltaik-Anlagen“.

     

    Der Vorteil des Contractings ist, dass der im Stromliefervertrag festgelegte Preis üblicherweise unter den marktüblichen Strompreisen liegt. Interessant ist das Modell insbesondere für Unternehmen, die nicht selbst investieren möchten, aber zugleich günstigen, vor Ort erzeugten Strom nutzen möchten.

     

    Die Dachverpachtung kann ebenfalls eine sinnvolle Option sein. Der Gebäudeeigentümer verpachtet in diesem Fall die Dachfläche an einen externen Investor, der eine PV-Anlage errichtet und betreibt sowie den Strom vermarktet. Oft kann die Dachpacht im Voraus für einen längeren Zeitraum vorausgezahlt werden.

    Was ist der Unterschied zwischen Eigenversorgung und Direktbelieferung vor Ort?

    Bei der Eigenversorgung liegt die Personenidentität zwischen dem Anlagenbetreiber und den Letztverbraucher vor. Bei der (Mit-) Versorgung von Dritten, die nicht selbst Betreibende der PV-Anlage sind, liegt eine Strombelieferung vor, die entsprechend administrativ abgebildet werden muss. Es müssen Verträge geschlossen und ordnungsgemäße Abrechnungen erstellt werden. Darüber hinaus sind einige administrative Pflichten zu erfüllen, wie die Meldung der Stromsteuerbefreiung, die für Anlagen bis 2 MW möglich ist. In dieser Checkliste und diesem Leitfaden sind die Pflichten aufgeführt, die mit der Direktbelieferung einhergehen. Bei Anlagen bis 2 MW, die für die lokale Versorgung im Gebäude bzw. auf dem Grundstück genutzt werden, fallen wie bei der Eigenversorgung keine Abgaben und Umlagen für den Strom an (Netzentgelte, Konzessionsabgabe, Stromsteuer etc.). Handelt es sich um die Versorgung der Mieter:innen in einem Wohngebäude, fällt dies ebenfalls unter das Modell der Direktbelieferung vor Ort, bringt aber unter dem Stichwort Mieterstrom einige Besonderheiten mit sich.

    Wie können Batteriespeicher sinnvoll eingesetzt werden?

    Mit steigendem Anteil des direkt vor Ort genutzten Stroms verkürzt sich die Amortisationszeit der PV-Anlage. Der Anteil des direkt vor Ort genutzten Stroms kann durch den Einsatz eines Batteriespeichers oder eines batterieelektrischen Fahrzeuges deutlich erhöht werden. Mit einem Batteriespeicher kann – neben der Eigenverbrauchsoptimierung – eine Notstromversorgung sichergestellt werden. Zudem können Batteriespeicher zur Kappung von Lastspitzen eingesetzt werden. Hierbei wird der Batteriespeicher dazu genutzt, über einen längeren Zeitraum einen Teil der auftretenden Lasten abzudecken.

     

    Ob sich die Anschaffung eines Batteriespeichers lohnt sowie die zur der PV-Anlage passende Größe, muss im Vorfeld individuell berechnet werden.

    Wie kann PV-Strom in den Bereichen Wärme und Mobilität eingesetzt werden?

    Mit Solarstromüberschüssen batterieelektrische Fahrzeuge zu laden und dadurch den Anteil des selbstgenutzten Stroms zu steigern, kann eine Alternative zum Batteriespeicher sein. In beiden Fällen ist der Einsatz eines Energiemanagementsystems, mit dem alle Verbraucher optimal zu den Zeiten der Erzeugung geschaltet werden, essenziell.

    Weitere Informationen zum Thema Elektromobilität sind hier abrufbar.

     

    Beim Einsatz einer Wärmepumpe für die Wärmeerzeugung im Gebäude kann die PV-Anlage je nach Größe einen Teil der benötigten elektrischen Antriebsenergie liefern.

    Außerdem kann der erzeugte Strom mit einer Wärmepumpe mit einem hohen Wirkungsgrad in Wärmeenergie umwandelt und in einem Warmwasserspeicher gespeichert werden. Das hat den Effekt, dass die erzeugte Energie aus den Mittagsstunden in die Abendstunden verschoben werden kann.

    FAQ zu besonderen PV-Anlagen an und auf Gebäuden

    Was ist bei PV-Anlagen auf denkmalgeschützten Gebäuden zu beachten?

    Ob eine PV-Anlage auf einem denkmalgeschützten Gebäude installiert und betrieben werden darf, sollte vor Planung bei der Unteren Denkmalschutzbehörde erfragt werden. Ggf. sind auch örtliche Gestaltungssatzungen zu beachten.

    Vorab kann es hilfreich sein, folgende Dokumente zu konsultieren:

    • PV UND DENKMALSCHUTZ: Leitfaden mit Beispielen der HTW Berlin zur Errichtung von PV-Anlagen auf Denkmälern

     

    In vielen Fällen können Modulsysteme wie Solardachziegel oder PV-Indachanlagen eine Lösung beim Einsatz der Photovoltaik an denkmalgeschützten Gebäuden sein. Bei Solarziegeln gibt es inzwischen einige Anbieter mit einer großen Vielfalt an Farben und Formen. Oft lassen sich PV-Indachanlagen bei entsprechender Farbauswahl optisch passend in die Dacheindeckung einfügen. Die Wirtschaftlichkeit von denkmalfreundlichen PV-Lösungen lässt sich erhöhen, wenn das PV-System zeitgleich mit einer ohnehin geplanten Dachsanierung installiert wird. Auf diese Weise lassen sich die Kosten der Dacheindeckung, für das Gerüst und die Baustellensicherung einsparen.

    Was ist Bauteilintegrierte Photovoltaik (BIPV)?

    Werden PV-Module in die Dachhaut oder Wand eines Gebäudes als Bestandteil dessen eingesetzt, handelt es sich um BIPV, auch Fassaden-PV genannt. Zusätzlich zur Stromgewinnung kann die BIPV auch Funktionen wie Wärmedämmung, Wind- und Wetterschutz oder auch architektonische Funktionen übernehmen.

     

    Grundsätzlich können alle Bereiche der Gebäudehülle für BIPV-Systeme genutzt werden, wobei die BIPV vor allem bei Fassaden, auf Solar-Carports oder anstelle der Dacheindeckung zum Einsatz kommt. Die BIPV-Elemente können in Größe, Form, Material, Farbe, Varianz in der Transparenz und Design an das jeweilige Gebäude angepasst werden, um ein möglichst homogenes Gesamtbild zu erreichen.

     

    Dabei muss jedes verwendete Element für die vorgesehene Montageart und Einbausituation zulässig sein. PV-Module gelten im Allgemeinen nicht als Standard-Bauprodukte, weshalb für BIPV-Module ein bauaufsichtlicher Verwendbarkeitsnachweis benötigt wird.

     

    Der Leitfaden „Bauwerkintegrierte Photovoltaik“ der BIPV-Initiative Baden-Württemberg informiert über die Einsatzbereiche der BIPV, Wirtschaftlichkeit, Planung und Genehmigung.

    Das Land NRW bietet mit progres.nrw Fördermöglichkeiten für BIPV an.

    Wann ist Dachbegrünung in Kombination mit Photovoltaik möglich?

    Eine Kombination aus Dachbegrünung und PV ist zwar sinnvoll, aber aus statischen Gründen nicht immer möglich. Einer der Vorteile der Dachbegrünung ist die Abkühlung der Umgebungsluft der PV-Module durch die Verdunstung des Wassers aus dem Substrat und Pflanzen, wodurch sich die Effizienz der PV-Module um bis zu 5% erhöhen kann. Des Weiteren entstehen durch die zusätzlichen Grünflächen Schutzräume für Vögel und Insekten. Die Begrünung kann zudem bei Starkregen einen großen Teil des Wassers binden, wodurch es auch als Retentionsfläche dient. Zuletzt schützt die Dachbegrünung die Dachfolie und Dachabdichtung vor schädlichen Einwirkungen des Sonnenlichts, wodurch deren Lebensdauer signifikant verlängert wird. Wie bei den gängigen Aufdach-Unterkonstruktionen für PV auch ist durch die Kombination aus der Modulunterkonstruktion mit Dachbegrünung keine Dachdurchdringung nötig. Die zusätzliche Last ist jedoch deutlich höher als bei den gängigen PV-Unterkonstruktion und muss daher bei der Planung einer Dachbegrünung in Kombination mit PV berücksichtigt werden.

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    Tanja Lovric

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