Aufbau einer Photovoltaikanlage: Die komplette Technik im Überblick

Du spielst mit dem Gedanken, dir eine Photovoltaikanlage aufs Dach zu setzen, bist dir aber unsicher, wie so ein System eigentlich funktioniert? Kein Problem. In diesem Ratgeber zeigen wir dir Schritt für Schritt, wie eine moderne PV-Anlage aufgebaut ist, welche Komponenten zum Einsatz kommen und wie sie zusammenarbeiten, um aus Sonnenlicht sauberen Strom für dein Zuhause zu erzeugen.

Ob Neubau oder Bestandsgebäude: Photovoltaik ist heute mehr als nur Technik auf dem Dach. Sie soll effizient arbeiten, zuverlässig funktionieren und sich optisch gut in dein Haus einfügen. Genau das erklären wir dir hier – verständlich, praxisnah und ohne Fachchinesisch.

Die Hauptkomponenten im Überblick

Eine Photovoltaikanlage ist mehr als nur die Module auf dem Dach, sie ist ein fein abgestimmtes System, in dem jede Komponente eine entscheidende Rolle spielt. Die Kernkomponenten sind:

• Unterkonstruktion: Das statisch geprüfte Fundament, das für stabilen Halt und die perfekte Ausrichtung sorgt.
• Photovoltaikmodule: Der Generator, der aus Sonnenlicht direkt elektrischen Gleichstrom erzeugt.
• Verkabelung: Das Nervensystem, das die erzeugte Energie sicher und verlustarm transportiert.
• Wechselrichter: Das Herzstück, das den Solarstrom für deinen Haushalt umwandelt und nutzbar macht.
• Stromzähler: Der Buchhalter, der Ertrag, Einspeisung und Netzbezug exakt erfasst.

Zusammen bilden diese Bestandteile eine komplette Solarstromanlage, die dich bei fachgerechter Installation über viele Jahre zuverlässig mit Sonnenenergie versorgt.

Bevor es losgeht: Warum die Planung der PV-Anlage entscheidend ist

Bevor du Solarmodule aufs Dach setzt, solltest du dir genau überlegen, was du mit deiner Photovoltaikanlage erreichen willst. Möchtest du vor allem Stromkosten sparen, deine Autarkie erhöhen oder dein Zuhause für E-Mobilität und Wärmepumpe fit machen? Je klarer deine Ziele sind, desto besser lässt sich die Anlage auf deinen Bedarf abstimmen.

Dabei spielen viele Faktoren eine Rolle, unter anderem:

• Wie groß ist deine nutzbare Dachfläche?
• Wie viel Strom brauchst du im Jahr?
• Ist die Ausrichtung des Dachs eher nach Süden oder Richtung Ost-West oder doch eher Nord (hierzu gern auch einen Blick zu unserem Beitrag Photovoltaik Nordseite)?
• Planst du in Zukunft einen Speicher, eine Wallbox oder eine Wärmepumpe?

All diese Fragen klären wir mit dir gemeinsam in einem persönlichen Gespräch. Denn eine gut geplante PV-Anlage bringt dir nicht nur langfristig den größten Nutzen, sondern spart auch Zeit und Geld bei der Umsetzung.

Die Unterkonstruktion: Das tragende Fundament deiner Solaranlage

Die Unterkonstruktion wird oft unterschätzt, dabei ist sie das Bauteil, das alles zusammenhält. Sie sorgt für die sichere Befestigung der Module auf dem Dach, stellt die richtige Ausrichtung und Neigung zur Sonne sicher und schützt dein Dach vor Schäden.

Bei Schrägdächern setzen wir in der Regel auf stabile Dachhaken, die direkt an den Sparren verschraubt werden. Noch besser sind sogenannte Aufdachmodulhalter, wie zum Beispiel von Otto Lehmann. Diese Halter ersetzen einen normalen Dachstein, sind exakt an dessen Form angepasst und tragen direkt den Modulhaken.

Die Vorteile:

• Mehr Stabilität: Die Kraft wird besser auf das Dach übertragen, und es entsteht ein solides, langlebiges Montagesystem.
• Kein Ziegel muss bearbeitet werden: Du sparst dir das aufwändige Einschneiden oder Fräsen herkömmlicher Dachziegel.
• Optisch sauber: Die Halter fügen sich harmonisch ins Dachbild ein und wirken wie reguläre Dachsteine.
• Bessere Hinterlüftung: Der Abstand zwischen Modulen und Dachfläche sorgt für eine gute Luftzirkulation. Das senkt die Modultemperatur – und kühle Module liefern messbar mehr Leistung.
• Weniger Risiko für Folgeschäden: Da kein Ziegel beschädigt wird, bleibt die Dachhaut intakt und das schützt langfristig vor Feuchtigkeit.

Diese Lösung kommt bei unseren Kunden besonders gut an, denn sie kombiniert Technik, Ästhetik und Langlebigkeit. 

Und wie sieht es bei Indach-Anlagen aus?

Bei der Indach-Montage werden die Module direkt in die Dachfläche integriert. Das wirkt optisch oft sehr elegant, ist aber technisch nicht immer die beste Lösung. Denn:

• Weniger Hinterlüftung bedeutet höhere Temperaturen an den Modulen und das kostet Leistung.
• Wartung ist schwieriger, da einzelne Module schlechter erreichbar sind.
• Unebene Dächer werden zum Problem: Wenn die Sparrenhöhe variiert oder das Dach nicht ganz eben ist, zeigt sich das bei Indach-Anlagen sofort, das Modulbild wirkt unruhig.
• Nachrüstungen sind komplizierter, da das Dach im Prinzip Teil der Anlage ist.

Fazit: Eine gut montierte Aufdachanlage bietet dir mehr Spielraum, bessere Leistung und einfachere Wartung und sieht bei richtiger Umsetzung trotzdem richtig gut aus.

Vor den Modulen: Die richtige Leitungsführung ist entscheidend

Bevor die Photovoltaikmodule auf dem Dach montiert werden, müssen die nötigen Leitungen fachgerecht vorbereitet und verlegt werden. Denn eine saubere und sichere Verkabelung ist die Grundlage für einen störungsfreien und effizienten Betrieb der gesamten Anlage.

Bevor die Photovoltaikmodule auf dem Dach montiert werden, müssen die nötigen Leitungen fachgerecht vorbereitet und verlegt werden. Denn eine saubere und sichere Verkabelung ist die Grundlage für einen störungsfreien und effizienten Betrieb der gesamten Anlage.

Was muss aufs Dach?

Bei klassischen PV-Anlagen mit zentralem Wechselrichter werden in der Regel folgende Leitungen benötigt:

• Plus- und Minusleitung (DC-Seite) für den erzeugten Gleichstrom,
• Leitung für den Potenzialausgleich, um alle metallischen Bauteile elektrisch zu verbinden und die Sicherheit zu erhöhen,
• Weitere Leitungspaare, falls mehrere Stränge (Strings) geplant sind.

Die Anzahl und Auslegung der Stränge hängen vom geplanten System, den Modulwerten und dem verwendeten Wechselrichter ab. Wichtig ist: Die Spannung eines Strings sollte nicht unterhalb der Startspannung und nicht oberhalb der maximal zulässigen Eingangsspannung des Wechselrichters liegen.

Auch der typische Stromfluss von etwa 9 Ampere pro Strang muss bei der Wahl des Leitungsquerschnitts berücksichtigt werden, je länger die Leitung, desto größer der Querschnitt, um Verluste zu vermeiden. Dazu am besten mit unserem Elektriker in Kontakt treten.

Besonderheit bei Mikrowechselrichtern

Wenn du dich für ein System mit Mikrowechselrichtern entscheidest, entfällt die DC-Leitung. Stattdessen wird eine wetterfeste Wechselstromleitung aufs Dach geführt, die alle Mikrowechselrichter miteinander verbindet. Auch hier gilt: Die Leitung muss den Strombelastungen und den Vorschriften für Außenbereiche entsprechen.

Worauf du bei der Verlegung achten solltest

• UV- und witterungsbeständige Solarkabel verwenden,
• Feste Verlegung an der Unterkonstruktion, keine losen Leitungen, keine Scheuerstellen, keine Quetschungen,
• Stecker und Buchsen möglichst schon vor der Modulmontage fachgerecht anbringen,
• Biegeradien der Kabel beachten,
• Leitungsdurchführung für den entsprechenden Ziegel
• Dachdurchführungen sauber abdichten, z. B. mit einer Dichtungsmanschette von Kaiser, die dauerhaft mit der Dachfolie verklebt wird.

Diese Vorarbeiten sorgen dafür, dass deine Anlage nicht nur technisch einwandfrei funktioniert, sondern auch optisch sauber aussieht und jahrzehntelang zuverlässig arbeitet.

Tipps aus der Praxis für eine saubere Leitungsführung

• Stecker und Buchsen sollten idealerweise schon vor der Modulmontage angebracht werden.
• Leitungen sicher an der Unterkonstruktion befestigen, damit sie nicht gequetscht werden oder durch Bewegung aufscheuern.
• Biegeradien einhalten und auf festen Sitz achten, lose verlegte Leitungen gehören nicht aufs Dach.
• Dachdurchführungen nur, wenn es keine Alternative gibt und dann unbedingt mit geprüften Systemen wie der Kaiser Dichtungsmanschette dauerhaft abdichten.

Je nach Dach gibt es verschiedene Möglichkeiten

• Auf Flachdächern nutzen wir oft einen Schwanenhals, um die Leitungen durch die Außenhaut und die Dämmschicht in das Gebäude zu führen. Diese Lösung schützt vor Feuchtigkeit und sorgt für eine saubere Durchführung und ermöglicht auch nachträglich noch weitere Leitungen durchzuführen. 
• Eventuell kann der Weg über vorhandene Installationsschächte (z. B. von Sat-Anlagen) genutzt werden.
• Auch der Simskasten eignet sich häufig, um Kabel dezent und ohne neue Öffnungen ins Gebäude zu bringen.

Diese Vorbereitungsschritte sind entscheidend für eine dauerhaft sichere und zuverlässige Solaranlage und sie zeigen, wie viel Fachwissen in der Planung und Umsetzung steckt.

Photovoltaikmodule: Das Kraftwerk auf deinem Dach

Die Module auf deinem Dach sind der zentrale Teil der Solaranlage – sie wandeln das Sonnenlicht direkt in Gleichstrom (DC) um. Dafür sorgen Solarzellen, die unter Einfluss von Licht Elektronen in Bewegung setzen – der sogenannte photovoltaische Effekt.

Wie moderne Glas‑Glas‑Module aufgebaut sind

Moderne Hochleistungsmodule sind deutlich robuster als traditionelle Glas‑Folie‑Module. Sie bestehen aus einem Glas‑Glas‑Verbund:

• Frontglas (vorderseitige Glasscheibe) schützt vor Hagel, Regen und Wind
• Solarzellen, elektrisch miteinander verschaltet und eingebettet in ein isolierendes Laminat (z. B. EVA oder POE)
• Rückseitenglas als zweite Glasscheibe, die zusätzlichen Schutz und Stabilität gewährleistet

Durch die doppelte Verglasung werden die Zellen stabiler eingebettet und wesentlich besser vor mechanischen Belastungen wie Temperaturschwankungen, Feuchtigkeit oder Wind geschützt. Mikrorisse (Micro‑Cracks) treten deutlich seltener auf, das verbessert die langfristige Leistung und Lebensdauer.

Welche Vorteile bieten Glas‑Glas‑Module?

• Maximale Robustheit und Langlebigkeit: Die doppelte Glasschicht minimiert Alterungseffekte. Hersteller geben häufig 30 Jahre Produkt‑ und Leistungsgarantie 
• Bessere Erträge durch gleichmäßigere Temperaturverteilung: Das Rückseitenglas verbessert die Wärmeabfuhr und reduziert die thermischen Verluste bei hohen Temperaturen – für stabilere Leistungspotenziale.
• Höhere Sicherheit: Brandrisiken sind geringer. Durch die Glasrückseite gelten oft günstigere Brandschutzklassen, was bei dicht bebauten Wohngebieten ein Vorteil sein kann.
• Mehr Nachhaltigkeit: Glas-Glas-Module sind besser recycelbar, da sie weniger Kunststoffe enthalten. 
• (Optional) Bifazialität: Viele Glas‑Glas‑Module sind bifazial, das heißt sie erzeugen auch auf der Rückseite Strom, ideal bei reflektierenden Oberflächen wie hellem Boden oder weißen Hauswänden.

Welche Leistung kannst du erwarten?

In der Wohngebäudesolarisierung sind Modul-Leistungen zwischen 425 und 475 Wp heute Standard. Viele Hersteller nutzen monokristalline N‑Typ-Technologien, etwa AIKO N‑Typ ABC, mit einem Wirkungsgrad von über 23 Prozent, in Einzelfällen bis zu 24,6 Prozent.

Was heißt das für dich?

• Hochleistungsmodule sparen Platz und reduzieren die Anzahl der Module auf deinem Dach
• Ein modernes Glas‑Glas‑Modul mit Effizienz, Ästhetik und Garantien ist eine langfristige, sichere Investition
• Wenn du eine besonders elegante Optik oder extra Erträge möchtest, lohnt sich ein Blick auf vollschwarze oder rahmenlose Varianten und optional auf bifaziale Module

Der Wechselrichter: Das Herzstück deiner Solaranlage

Ohne ihn läuft gar nichts – der Wechselrichter wandelt den Gleichstrom (DC), den deine Photovoltaikmodule erzeugen, in nutzbaren Wechselstrom (AC) um. Erst damit kann der Strom im Haushalt verwendet oder ins öffentliche Netz eingespeist werden.

Heute kompakter, effizienter und intelligenter als je zuvor: Moderne Wechselrichter haben in den letzten Jahren einen echten Entwicklungssprung gemacht:

• Deutlich höhere Effizienz: Während frühere Geräte noch 93 bis 96 % Wirkungsgrad hatten, liegen heutige Geräte meist bei über 98 %.
• Kompaktere Bauform: Aktuelle Modelle sind deutlich kleiner und leichter, was die Montage einfacher macht – besonders bei beengten Platzverhältnissen.
• Leiser Betrieb: Viele Geräte arbeiten heute lüfterlos und somit nahezu geräuschlos.
• Intelligente Überwachung: Dank integriertem Monitoring kannst du jederzeit per App oder Webportal nachvollziehen, wie viel Strom deine Anlage gerade produziert – und wie viel du davon selbst nutzt.

Hybrid-Wechselrichter: Für PV und Speicher in einem Gerät

Wenn du einen Stromspeicher einsetzen möchtest, ist ein Hybridwechselrichter die ideale Lösung. Er kann sowohl die Solarmodule als auch den Batteriespeicher steuern, ohne zusätzlichen Installationsaufwand. Bei uns kommt zum Beispiel häufig der Sigenergy Hybridwechselrichter zum Einsatz, der für hohe Effizienz, einfache Erweiterbarkeit und eine kompakte Bauweise steht.

Mikrowechselrichter: Ideal für komplizierte Dächer

Wenn dein Dach mehrere kleine Flächen, unterschiedliche Ausrichtungen oder viel Verschattung aufweist, können Mikrowechselrichter die bessere Wahl sein. Sie werden direkt an jedem Modul montiert und wandeln den Strom dort direkt um, Modul für Modul. Der Vorteil: Jedes Modul arbeitet völlig unabhängig vom Rest. So können Erträge optimiert und Ausfälle minimiert werden, selbst bei schwierigen Bedingungen.

Mikrowechselrichter ermöglichen maximale Flexibilität und eignen sich besonders gut bei:

• Vielen verschiedenen Dachneigungen und Ausrichtungen
• Geringem Platzangebot 
• Verschatteten Teilbereichen

Zählertechnik: Offizieller Zähler trifft intelligentes Energiemanagement

Damit du jederzeit im Blick hast, wie viel Strom du erzeugst, verbrauchst, speicherst oder ins Netz einspeist, braucht deine Photovoltaikanlage die passende Zählertechnik. Dabei gibt es zwei wichtige Systeme, die oft miteinander verwechselt werden – aber unterschiedliche Aufgaben erfüllen.

1. Der Zähler des Messstellenbetreibers: Für die offizielle Abrechnung

Jede PV-Anlage, die Strom ins öffentliche Netz einspeist, benötigt einen Zweirichtungszähler. Dieser wird vom zuständigen Messstellenbetreiber installiert (meist dein örtlicher Netzbetreiber) und erfasst:

• Wie viel Strom du aus dem Netz beziehst
• Wie viel Strom du ins Netz einspeist

Bei größeren Anlagen oder gewerblichen Objekten kommt häufig ein sogenanntes intelligentes Messsystem (iMSys)zum Einsatz. Es bietet zusätzliche Funktionen wie Lastprofilmessung oder fernauslesbare Verbrauchsdaten und ist bei bestimmten Anlagengrößen gesetzlich vorgeschrieben.

2. Das Energiemeter des Herstellers: Für intelligentes Energiemanagement

Parallel zum offiziellen Zähler setzt dein Wechselrichter- oder Speicherhersteller in der Regel ein eigenes Energiemessgerät ein. Es wird oft als Smart Meter, Energiemeter oder Stromsensor bezeichnet und ist ein elementarer Bestandteil des Systems. Dieses Gerät:

• Misst in Echtzeit die Energieflüsse im Haus
• Sendet die Daten an den Wechselrichter oder ins Herstellerportal
• Steuert auf Basis dieser Daten gezielt Verbraucher und Speicher

So erkennt das System z. B., wann besonders viel Solarstrom zur Verfügung steht und lädt dann gezielt den Speicher oder aktiviert die Wallbox, Wärmepumpe oder smarte Steckdosen.

Dieses Energiemeter, ein Smart Meter, sorgt bereits für eine sehr hohe Transparenz und ein vollautomatisiertes, effizientes Energiemanagement. Ein zusätzliches intelligentes Messsystem des Netzbetreibers ist dafür nicht zwingend erforderlich, kann aber ergänzende Funktionen und neue Optimierungsmöglichkeiten bieten.

Weitere Informationen zu diesem Thema findest du auch in unserem ausführlichen Beitrag zum Smart Meter.

Systemvarianten und Zusatzkomponenten

Die meisten Photovoltaikanlagen in Deutschland sind netzgekoppelte Anlagen, es gibt aber auch andere Varianten und sinnvolle Ergänzungen.

• Netzgekoppelte Anlage (Standardfall): Diese Anlage ist permanent mit dem öffentlichen Stromnetz verbunden. Sie speist überschüssigen Strom gegen eine Vergütung ein und bezieht bei Bedarf Strom aus dem Netz. Dafür ist eine Anmeldung beim Netzbetreiber und im Marktstammdatenregister der Bundesnetzagentur zwingend erforderlich. Um den Eigenverbrauchsanteil zu steigern, kann eine solche Anlage mit einem Batteriespeicher (auch Stromspeicher genannt) ergänzt werden. Damit speicherst du die Sonnenenergie vom Tag für die Nutzung am Abend und in der Nacht.
• Inselanlage (Autarke Systeme): Eine Inselanlage hat keinen Anschluss an das öffentliche Stromnetz und sorgt für eine unabhängige Energieversorgung. Sie ist die richtige Lösung für Gartenhäuser, Wohnmobile oder abgelegene Gebäude. Für den stabilen Betrieb sind zusätzliche Komponenten erforderlich:   Ein Laderegler steuert das Laden der Batterie und schützt sie vor Über- oder Tiefentladung.   Ein ausreichend großer Batteriespeicher ist hier unerlässlich. Ein spezieller Inselwechselrichter erzeugt ein eigenes, stabiles 230-Volt-Stromnetz.
  

Rechtliche Normen und Leistungseffizienz

Bei Installation und Betrieb einer Photovoltaikanlage müssen technische Normen und rechtliche Rahmenbedingungen beachtet werden.

Wichtige Vorschriften:

Das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG)* regelt die Einspeisevergütung.  Die Anwendungsregel VDE-AR-N 4105* stellt sicher, dass deine Anlage störungsfrei am öffentlichen Netz betrieben werden kann.   Nach der jeweiligen Landesbauordnung* sind PV-Anlagen auf Dächern in der Regel genehmigungsfrei. Ausnahmen können bei denkmalgeschützten Gebäuden gelten.

Performance Ration (PR):

Ein wichtiges Qualitätsmerkmal ist die Performance Ratio (PR). Dieser Wert beschreibt in Prozent, wie effizient deine Anlage den theoretisch möglichen Ertrag unter realen Bedingungen umsetzt. Gute Anlagen erreichen eine PR von über 80 %. Beeinflusst wird dieser Wert durch die Effizienz des Wechselrichters, Verluste in der Verkabelung, hohe Modultemperaturen und Verschattung. Ein gutes Energiemanagementsystem hilft, die Effizienz dauerhaft hochzuhalten.

Integration mit Wallbox und Wärmepumpe: So wird deine Anlage zum Energiemanager

Mit einem intelligenten Energiemanagementsystem kannst du deinen Solarstrom noch gezielter nutzen:

• Wallbox laden, wenn die Sonne scheint
• Wärmepumpe automatisch aktivieren, wenn genug Energie verfügbar ist
• Geräte im Haushalt steuern, z. B. über smarte Steckdosen
• von dynamischen Stromtarifen profitieren

Hersteller wie Fronius, SMA oder Sigenergy bieten bereits integrierte Lösungen, die deinen Solarstrom dorthin leiten, wo du ihn am besten brauchst, ganz automatisch. Eine App wie enerixControl, optimiert dieses Zusammenspiel der Komponenten noch weiter.

Fazit: Deine Photovoltaikanlage – durchdacht geplant, einfach umgesetzt

Der Aufbau einer Photovoltaikanlage ist heute mehr als nur Technik auf dem Dach. Es geht um Effizienz, Nachhaltigkeit und darum, dass die Anlage zu dir, deinem Haus und deinen Bedürfnissen passt. Moderne Systeme sind leistungsstark, intelligent und lassen sich perfekt in dein Zuhause integrieren – sowohl technisch als auch optisch.

Mit einer durchdachten Planung, hochwertigen Komponenten und einer fachgerechten Umsetzung sicherst du dir nicht nur eine zuverlässige Stromversorgung, sondern auch langfristige Erträge und ein gutes Gefühl bei jeder Sonnenstunde.

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Häufig gestellte Fragen zu Photovoltaikanlagen