Dachfläche für Photovoltaik berechnen

Übliche Module im Wohnbau messen 65 × 39 Zoll, also 17,6 ft² je Modul. Mit Rahmen und Schienenabständen zwischen den Modulen rechnen Sie mit rund 20 ft² je montiertem Modul.

100 ft² nutzbare Dachfläche fassen rund 5 Module, also rund 1.750 Watt oder 1,75 kW. 500 ft² fassen rund 25 Module, also rund 9 kW. Eine übliche Anlage mit 6 kW im Wohnbau braucht rund 350 ft² freie, nach Süden ausgerichtete Dachfläche.

Brandschutzvorschriften verlangen zweierlei, und beides wird leicht verwechselt. Das eine ist ein Abstand entlang des Firsts — üblich 18 Zoll auf jeder Seite, wenn die Anlage nur einen begrenzten Teil des Dachs bedeckt, und 36 Zoll, wenn sie mehr bedeckt. Das andere ist ein freier Zugangsweg von 36 Zoll von der Traufe zum First. Manche Behörden verlangen zusätzlich Abstände an Kehlen und Gauben. Regelwerke und örtliche Ergänzungen unterscheiden sich, klären Sie also beides mit Ihrer Bauaufsicht.

Verschattung durch Schornsteine, Lüfter und Nachbargebäude verkleinert die nutzbare Fläche weiter. Nach Süden ausgerichtete Dachflächen sind am ertragreichsten, Ost und West liefern immer noch gut, nach Norden ausgerichtete Dächer sind auf der Nordhalbkugel meist nicht sinnvoll.

Übliche Module im Wohnbau messen 65 × 39 Zoll, das sind 17,6 ft² Modulfläche. Das ist das Glas allein — mit Schienenabständen und Randabständen rechnen Sie mit rund 20 ft² Dach je montiertem Modul.

Die meisten Wohnanlagen nutzen 20 bis 30 Module und brauchen dafür 350 bis 525 ft² nutzbare Dachfläche.

Nicht jede Dachfläche ist nutzbar: Nach Süden geneigte Flächen sind am besten, auf der Südhalbkugel nach Norden. Ost und West funktionieren, liefern aber 15 bis 20 Prozent weniger. Nach Norden geneigte Flächen werden meist ausgelassen.

Verschattete Bereiche lassen sich nicht nutzen. Ein Baum, der ein Dach zwei Stunden am Tag verschattet, macht den Ertrag der betroffenen Module zunichte.

Randabstände: üblich 18 Zoll auf jeder Seite des Firsts, 36 Zoll dort, wo die Anlage mehr Dachfläche bedeckt, dazu ein Zugangsweg von 36 Zoll von der Traufe zum First. Mit Reihenabständen und Hindernissen ergibt das den Zuschlag von 25 Prozent, den die Tabelle unten ansetzt.

Heutige Wohnbaumodule liefern je 350 bis 450 Watt. 20 Module zu 400 W ergeben also eine Anlage mit 8 kW.

Ein durchschnittlicher US-Haushalt verbraucht 10.500 kWh im Jahr, also 875 kWh im Monat oder 29 kWh am Tag.

Eine Anlage mit 8 kW liefert in gemäßigtem Klima rund 11.000 bis 13.000 kWh im Jahr — genug, um den meisten Haushaltsverbrauch zu decken.

Nach Region: Südkalifornien und Arizona liefern 1.500 bis 1.700 kWh je kW und Jahr. Der pazifische Nordwesten 1.000 bis 1.200. Der Nordosten 1.100 bis 1.300. Florida 1.400 bis 1.500.

Rechenbeispiel: ein Haus in Texas mit 2.000 ft² und 200 $ Stromrechnung im Monat. Der Jahresverbrauch liegt bei rund 12.000 kWh, nötig ist eine Anlage mit 8 bis 9 kW, also 20 bis 23 Module zu je 400 W. Das sind 352 bis 405 ft² Modulfläche, mit dem Zuschlag von 25 Prozent brauchen Sie also rund 440 bis 510 ft² nach Süden ausgerichtetes Dach.

Die Auslegung einer Photovoltaikanlage läuft anders herum als die meisten Rechnungen auf dieser Seite: Sie beginnen meist bei der gewünschten Anlagengröße in Kilowatt und rechnen zurück auf die nötige Dachfläche. Ein heutiges Wohnbaumodul misst rund 65 auf 39 Zoll, also etwa 17,6 ft², und liefert rund 400 Watt.

Teilen Sie die Zielgröße durch die Modulleistung, und Sie haben die Modulzahl; multipliziert mit 17,6 ergibt das die reine Modulfläche. Diese Zahl ist noch nicht die nötige Dachfläche, denn Module lassen sich nicht Kante an Kante über das ganze Dach legen.

Rechnen Sie rund 25 Prozent für die Wirklichkeit eines Dachs auf: die brandschutzrechtlichen Abstände an First und Traufe, die die meisten Vorschriften verlangen, die Abstände zwischen den Reihen und die von Lüftern, Schornsteinen und Gauben verschatteten Bereiche. Die Tabelle nennt die reine Modulfläche und die tatsächlich nötige Dachfläche samt diesem Zuschlag.

Rechenbeispiel — eine Anlage mit 8 kW. Bei 400 W je Modul sind das 20 Module. Die Modulfläche ist 20 × 17,6 = 352 ft². Plus 25 Prozent für Abstände und Hindernisse brauchen Sie rund 440 ft² nutzbares, gut ausgerichtetes Dach. Auf einem einfachen Satteldachhaus ist das der größte Teil einer Südfläche.

„Nutzbar“ ist das entscheidende Wort, und deshalb überzeichnet die aus einem Satellitenbild gemessene Dachfläche die Kapazität. Nur Flächen mit brauchbarer Ausrichtung zählen — auf der Nordhalbkugel ist Süden am besten, Ost und West verlieren rund 15 bis 20 Prozent, und nach Norden geneigte Flächen lohnen die Montage selten. Messen Sie jede Dachfläche einzeln und summieren Sie nur die, die infrage kommen.

Photovoltaik kostet fertig montiert 2,50 bis 4,00 $ je Watt Leistung (Stand 2024). Eine Anlage mit 8 kW kostet damit 20.000 bis 32.000 $ vor Steuervergünstigungen und Förderungen.

Die US-Bundessteuergutschrift nach dem Inflation Reduction Act beträgt 30 Prozent der Gesamtkosten und läuft bis 2032. Landes- und kommunale Förderungen können weitere 10 bis 30 Prozent bringen.

Effektive Kosten nach Förderung: 14.000 bis 22.000 $ für eine Anlage mit 8 kW in einem typischen Bundesstaat.

Amortisation: 6 bis 10 Jahre in den meisten US-Bundesstaaten. Schneller, in 4 bis 6 Jahren, wo Strompreise hoch und Förderungen gut sind.

Kosten je Quadratfuß genutzter Dachfläche: rund 50 bis 100 $ je ft² Modulfläche. Das gilt nicht für das übrige Dach, sondern nur für die von Modulen belegte Fläche.