PV: Neue Lösungen für die Flachdachmontage
Wenn es um Photovoltaikanlagen und deren Montage auf Flachdächern geht, tauchen in der Regel Generatoren auf Industriebauten vor dem geistigen Auge auf. Doch das ist nur ein Teil des Marktes. Denn auch Wohngebäude sind mit Flachdächern ausgestattet, was im Bestand oft mit Blick auf die Last der zusätzlichen Solaranlage ein Problem ist.
Eine zusätzliche Herausforderung besteht auf den Dächern der Plattenbauten in den östlichen Bundesländern. Oft belächelt, erfreuen sie sich nach einer Sanierung besonderer Beliebtheit und gerade in größeren Städten sind sie ein fester Bestandteil der Versorgung mit knapper werdendem bezahlbarem Wohnraum.
Doch das Problem bei der Installation von Solaranlagen auf den Dächern dieser Plattenbauten sind bisher die kaum vorhandenen Möglichkeiten, den Generator am Dach anzubinden. Ballastierte Standardsysteme eignen sich aufgrund geringer Traglastreserven meist nicht. Die Ingenieure von S-Flex haben deshalb einen patentierten Spaltanker konstruiert, der zwischen den Betonplatten des Daches positioniert wird.
Ein Anker für Stahlbetondächer
Der komplett aus Edelstahl gefertigte Spaltanker ist schnell und unkompliziert zu installieren. Der Vorteil ist, dass der Planer und Handwerker komplett ohne Ballastierung auskommt. Die asymmetrische T-Form des Ankers ermöglicht es, nur minimal in die Dachhaut einzugreifen.
Für die Montage öffnet der Handwerker die Dachbahn mit einem Durchmesser von nur etwa 70 Millimetern. Danach schiebt er den Spaltanker zwischen die Betonplatten und dreht ihn, damit er fest und revisionssicher sitzt. Dazu sind am Anker Lageerkennungsmarkierungen angebracht. Am Anker ist eine Gewindestange angeschweißt, auf die ein Winkel geschraubt wird. An diesem befestigt der Handwerker dann die Modulschienen. Die Gewindestange ist in den Dicken M12 und M16 erhältlich. Um die Dachdichtigkeit sicherzustellen, hat S-Flex verschiedene Lösungen im Portfolio, die kompatibel mit allen Flachdacheindeckungen sind.
Mit der Flachdachrichtlinie konform
Damit ist der Spaltanker in der Lage, die Montagekonstruktion form- und kraftschlüssig aufzunehmen. Optional kann S-Flex aber auch individuelle statische Nachweise für das spezifische Gebäude erstellen. Die Installation ist außerhalb der wasserführenden Ebene, aber auch in der wasserführenden Schicht möglich. Der Anker ist für alle Arten von Stahlbetonbauten in Elementebauweise geeignet. S-Flex hat ihn schon in verschiedenen Projekten auf Dächern der Gebäudetypen WBS 70 und P2 eingesetzt und will damit weitere Anlagen realisieren.
Für den Markt der gewerblichen Dachanlagen hat Q Cells sein bewährtes Flachdachsystem Q Flat G5 für Ost-West-Anlagen weiterentwickelt und ein neues Q Flat G6 für die Südausrichtung ins Portfolio aufgenommen. Bei der Entwicklung des G6 hat das Unternehmen unter anderem auf die optimierte Aerodynamik geachtet, um die notwendige Ballastierung zu reduzieren. Deshalb wurde das System schon in der Entwicklungsphase im Windkanal nach den Normen der Windtechnologischen Gesellschaft (WTG) getestet. Die dennoch notwendige Ballastierung legt der Handwerker bei der Montage des Systems in Ballastbefestigungen ein, die mit den meisten Dacheigenschaften kompatibel sind.
Im Windkanal getestet
Wie beim Montagesystem Q Flat G5 hat das Unternehmen auch beim G6 die bewährte Klicktechnik beibehalten. So kann der Handwerker ohne zusätzliches Messen auf dem Dach in vier einfachen Schritten das System mit nur einem Werkzeug aufbauen. Zusätzlich dazu hat Q Cells die Unterkonstruktion so konzipiert, dass die Kabel sicher verlegt werden können, ohne dass sie sich dabei verheddern. Außerdem gibt es jetzt auch zusätzliches Zubehör wie eine Wechselrichterbank oder Anschlüsse für Sensoren.
Q Cells hat zudem auf die Weiterentwicklung der eigenen Module reagiert. Denn auf beide Unterkonstruktionen passen die neuen Paneele aus dem Hause Q Cells, das Q-Peak Duo-G9 und das Q-Peak Duo-ML-G9.
An die Modulmaße angepasst
Auch die Ernst Schweizer AG hat ihr Flachdachsystem MSP-FR sowohl für die Süd- als auch für die Ost-West-Ausrichtung an die neuen Modulbreiten angepasst. Hier zeigt sich der Vorteil des Grundsystems des Schweizer Herstellers. Denn die Modulauflager werden in Längsrichtung der Anlage nur mit Verbindungsschienen miteinander gekoppelt. Diese sind an den Enden jeweils mit mehreren Löchern versehen, über die der Handwerker auf dem Dach den Abstand der Füße und Stützen für die Modulmontage an die Größe der Paneele anpassen kann.
Sowohl für das Süd- als auch das Ost-West-System nimmt der Handwerker die gleichen Verbindungsschienen. Diese hat Ernst Schweizer um weitere Längen ergänzt.
So steht jetzt auch eine Schiene für Modulbreiten zwischen 1.076 und 1.140 Millimeter und eine Schiene für Modulbreiten zwischen 1.141 und 1.205 Millimeter zur Verfügung. „Mit den neuen Verbindungsschienen sind wir eng am Marktgeschehen und haben schnell auf die neuen Anforderungen durch die größeren Modulformate reagiert“, sagt Marion Fiege, Verkaufsleiterin für das MSP.
Zusätzlich hat Ernst Schweizer noch eine neue Mittelklemme für das MSP entwickelt. Diese sorgt für einen durchgängigen Potenzialausgleich im Modulfeld und verbessert die Blitzstromtragfähigkeit des Systems. Außerdem reduziert sie den Aufwand für den Installateur.
Blitzschutz auf dem Dach
Auf die größer werdenden Module hat auch Premium Mounting Technologies (PMT) reagiert. Das Unternehmen hat sein Flachdachsystem Evo 2.0 so angepasst, dass die mögliche Modulbreite von 1.050 auf 1.300 Millimeter wächst. Zudem kann der Handwerker Module mit einer Länge von bis zu 2.400 Millimeter verbauen. Bisher lag die Grenze bei 2.005 Millimetern.
Der bayerische Hersteller T-Werk kann sein Flachdachsystem Triton aktiv und passiv in den Blitzschutz des Gebäudes integrieren. „Dazu werden in der Linie der Aufständerung zusätzlich zum Bolzenstecksystem die Bodenschienen, die Modulschienen und die Verbinder mit zusätzlichen furchenden Edelstahlschrauben in vorgestanzten Löchern verschraubt“, erklärt Markus Ziegler, Geschäftsführer von T-Werk. „Die Verbindung zu den anderen Aufständerungsreihen wird durch übliche Erdungslochbänder oder mit Erdungsrunddrähten realisiert. Diese können direkt oder mit Klemmen mit den gleichen furchenden Schrauben schnell und spanlos auf den Modulschienen oder Verbindern verschraubt werden.“
Lasten besser verteilen
Außerdem hat das Unternehmen eine Lastverteilungsplatte entwickelt. Sie sorgt dafür, dass der Flächenpressdruck, den die Solaranlage auf die Dachhaut und vor allem die Dämmung darunter ausübt, auf etwa ein Drittel des ursprünglichen Wertes sinkt. Denn standardmäßig ist die Platte so groß, dass sich die Standfläche der Anlage im Vergleich zu herkömmlichen Systemen verdreifacht. Die Größe der Lastverteilungsplatte kann aber auch an die Traglastreserve des Daches angepasst werden.
Noch nicht ganz fertig mit der Entwicklung des neuen Systems ist Novotegra. Die Ingenieure der Montagesystemtochter von Baywa r.e. lassen die Rückmeldungen der Installateure miteinfließen. Diese haben mit dem derzeitigen Flachdachsystem viel Flexibilität. Denn es basiert auf bis zu sechs Meter langen Grundschienen, in die die Füße und Modulstützen vollkommen flexibel eingeklickt werden können.
Zu einer Schiene verbinden
Neben der Handhabung der sechs Meter langen Schienen auf der Baustelle ist auch deren Transport immer wieder eine Herausforderung. Zudem muss je nach Modulanordnung ein Teil der Schienen auf dem Dach zurechtgesägt werden.
Das neue System wird aus Kurzschienenstücken bestehen, in die die Stützbauteile für die Modulmontage eingeklickt werden. Mit einem Verbinder steckt der Handwerker die Kurzschienenstücke zu einer langen Schiene zusammen. Mit Blick auf die Handhabung, den Transport und die Logistik werden diese neuen Schienen nur maximal 2,40 Meter lang sein.
Gängige Modulmaße abdecken
Auf dem Verbinder ist der Basisfuß für die Modulmontage bereits montiert. Auf ihm sind auch Markierungen angebracht, wie weit der Verbinder in die Grundschienen eingeschoben wird.
Dies hängt wiederum vom Modulmaß ab. „Der Ansatz des neuen Designs ist es, die Montage zu beschleunigen”, sagt Thomas Pfaff, Geschäftsführer von Novotegra. „Wir sind damit zwar im Reihenabstand nicht mehr so flexibel wie mit dem jetzigen System. Doch einerseits können wir Modulbreiten zwischen 99 und 120 Zentimetern genauso wie die gängigen Abstände zwischen den Modulreihen weiterhin abdecken. Andererseits wird der Transport einfacher und es entfällt das Sägen der Grundschienen auf dem Dach.”
Mit Blick auf die verschiedenen Modulmaße am Markt und vor allem auf die immer größer werdenden Module entwickelt Novotegra noch einen zusätzlichen Adapter. Damit kann der Handwerker die Module weiterhin in dem Bereich klemmen, der vom Hersteller vorgegeben ist.
Adapter für längere Module
Dies wird ein Ausleger sein, der die Modulstütze und den Basisfuß nach links und rechts verbreitert. So ist für die Montage von zwei Modulen in der Viertelpunktklemmung nur eine Stütze und ein Fuß auf einer Grundschiene notwendig. „Damit braucht der Monteur elf Grundschienen für zehn Module in der Breite. Ohne diesen Adapter wären für die Modulreihe mit gleicher Breite 20 Grundschienen notwendig”, erklärt Thomas Pfaff.
Mounting Systems entwickelt ebenfalls ein neues System für die Montage auf Flachdächern. Es ist mit einem vollständig integrierten Kabelmanagement ausgestattet. Denn an den Modulstützen sind Haken angebracht, in die der Handwerker die Verbindungskabel zwischen den Modulen einhängen kann.
Kabelkanal in der Bodenschiene
Zudem ist die Bodenschiene so konzipiert, dass sie Platz für Kabelstränge bietet. Zusätzlich gibt es einen Deckel für die Bodenschiene, damit der Installateur die Kabel auch wassergeschützt verlegen kann. Außerdem hat Mounting Systems die Schienen mit Rillen versehen, in die der Handwerker ebenfalls Kabel legen kann, damit diese nicht auf dem Dach im Wasser liegen.
Um dem Handwerker das Leben noch einfacher zu machen, ist das neue System so konzipiert, dass er nur noch ein Werkzeug benötigt. „Hauptsächlich wird mit Pinverbindungen gearbeitet, damit eine schnelle Montage ohne Schrauben auf dem Dach gewährleistet werden kann“, erklärt Franziska Weiland, Produktmanagerin bei Mounting Systems. Zudem sind die Bauteile im Druckgussverfahren gefertigt. Dadurch haben sie keine scharfen Kanten, an denen sich die Handwerker verletzen können.
Weniger Ballast notwendig
Ein neues Windgutachten soll zudem noch die notwendige Ballastierung verringern. „Wir warten noch auf die offiziellen Ergebnisse des Windgutachtens, aber die ersten Prognosen zeigen, dass wir mindestens zehn bis 15 Prozent weniger Ballast benötigen im Vergleich zu unserem aktuellen System“, sagt Weiland. Damit kann Mounting Systems Anlagen auf Dächern in bis zu 30 Metern Höhe bauen. Dieser Ballast wird in die neu entwickelten Wannen eingelegt. Neu ist, dass die Ballastwannen nicht mehr verschraubt, sondern in Aussparungen an den Modulstützen eingehängt werden.
Eine neue Ballastwanne hat auch der holländische Hersteller Van der Valk entwickelt. Sie wird längs zur Modulreihe unter den Paneelen auf die Grundschienen geschraubt und entweder mit Pflastersteinen oder mit Kies befüllt. Letzteres ist vor allem dann kostengünstig, wenn die Anlage ohnehin schon auf einem Kiesdach steht. Dann muss der Planer keine zusätzlichen Ballastplatten bestellen und transportieren.
Dieser Beitrag von Sven Ullrich ist zuerst erschienen in photovoltaik 06/2021.
