Größe zählt – auch für PV-Dachanlagen
Jan 17, 2022
All dies wirkt sich auch auf die steigenden Anforderungen an Montagesysteme aus. Thomas Bartsch, Leiter Produktmanagement bei IBC Solar beleuchtet aktuelle Trends und erklärt, warum Montagesysteme an die neuen Anforderungen angepasst werden müssen.
Ästhetik gewinnt an Bedeutung
Ein klarer Trend, insbesondere im PV-Wohnimmobilienmarkt, sind die wachsenden ästhetischen Ansprüche der Verbraucher. In den Anfangsjahren der Photovoltaik trafen Hausbesitzer die Entscheidung, eine eigene Dachanlage zu installieren, weil sie von einer nachhaltigen Energieerzeugung überzeugt waren. Infolgedessen wurde dem Erscheinungsbild der PV-Anlage zunächst wenig Aufmerksamkeit geschenkt. Dank des Preisverfalls für Photovoltaikanlagen in den letzten Jahren hat sich das geändert. Hausbesitzer erwarten heute, dass ihre PV-Anlage nicht nur erneuerbare und nachhaltige Energie liefert, sondern auch gut aussieht.
Auf diese Nachfrage reagiert der Markt: So werden beispielsweise die Zellen der derzeit auf dem Markt erhältlichen PV-Module in ihrer Optik immer homogener. Vor allem schwarze Module liegen auf dem Wohnungsmarkt voll im Trend. Ein schlankes und elegantes Erscheinungsbild kann jedoch nicht allein durch die Form oder Farbe der Module erreicht werden. Alle Systemkomponenten, einschließlich der Montagesysteme, bilden eine Einheit und müssen perfekt zusammenpassen–nicht nur aus ästhetischen Gründen, sondern auch aus Gründen der Sicherheit und Effizienz.
Effizientere Zellen und größere Module
In Bezug auf die Zelltechnologie hat sich der Markt von BSF-Zellen (Back Surface Field) zu PERC-Zellen (Passivated Emitter and Rear Contact) entwickelt. Diese haben heute bereits einen Marktanteil von rund 90 Prozent. Mit einem Wirkungsgrad von etwa 22 bis 24 Prozent stoßen sie jedoch an ihre technologischen Grenzen und neue Zelltypen wie TOPCon (Tunneling Oxide Passivation Contact) kommen auf den Markt.
Zudem zeigt sich der Trend zu größeren Wafern und Modulen mit höheren Leistungsklassen sowie bifazialen Modulen. Bis 2010 war die übliche Wafergröße M0 (156 x 156 mm). Bis 2018 folgte eine Standardgröße von M2 (156,75 x 156,75 mm). Ab 2019 war meist die Standardgröße von M3 (158,75 x 158,75 mm) zu sehen. Im Jahr 2021 gewannen die Wafergrößen M6 (166 x 166 mm) und M10 (182 x 182 mm) immer mehr Marktanteile hinzu, während letztere aufgrund der Vorgaben in der maximal zulässigen Modulgröße von 2m vor allem für Solarparks in Deutschland von Interesse sind.²für Dachsysteme.
Größere Wafer werden mit dem Ziel entwickelt, Solarmodule mit höherer Leistung zu produzieren, ohne neue Zelltechnologien einsetzen zu müssen. Daraus ergeben sich aber auch neue Herausforderungen für die Modulmontage in Bezug auf Abmessungen, Durchbiegung (Verformung und Bruch) und das Lösen von Klemmen und Halterungen. Dies führt vor allem im Dachbereich und beim Einsatz aerodynamischer Systeme zu erheblichen Einschränkungen.
Flexible Montagesysteme für unterschiedliche Modulgrößen
Nach der Entwicklung hin zu immer größeren Modulen können flexible Montagesysteme eine Reihe von Vorteilen bieten. Installateure können nicht nur das gleiche System verwenden, mit dem sie für verschiedene Modulgrößen vertraut sind. Flexibilität ermöglicht es ihnen auch, verschiedene Module innerhalb desselben Systems zu verwenden. Denn Module unterschiedlicher Größe werden nun für eine homogene Optik sowie maximale Ausnutzung der Dachfläche kombiniert.
"Bei der Entwicklung der neuesten Generation von Montagesystemen für Flachdächer, die für Module mit Längen von 1500 bis 2100 mm und Breiten von 980 bis 1150 mm eingesetzt werden können, haben wir die neuesten Trends berücksichtigt", erklärt Thomas Bartsch, Leiter Produktmanagement bei IBC SOLAR. "Mit dem neuen IBC AeroFix G3 ist es zudem möglich, breite und schmale Bodenschienen im selben System zu kombinieren. Dies bedeutet, dass stabilere Dachflächen oder Module mit weniger Schotter aufgrund der geringeren Flächenpressung mit den kostengünstigeren, schmalen Schienen, der sogenannten Eco-Schiene, abgedeckt werden können. Das sorgt nicht nur für maximale Flexibilität, sondern reduziert auch die Materialkosten und die Gesamtkosten der Anlage deutlich. Gleichzeitig ist das Dach sicher ausgestattet."
Besondere Anforderungen je nach Dachform
Bei der Wahl der Montagemethode ist die Dachform der erste entscheidende Faktor. Flachdächer werden hauptsächlich für gewerbliche Installationen mit größeren Systemen eingesetzt. Die Berechnung der Tragfähigkeit ist in diesem Szenario ein besonders wichtiger Schritt. Neben dem Gewicht der Bauteile müssen auch mögliche Wind- oder Schneelasten berücksichtigt werden. Ist das Flachdach wärmegedämmt, muss im Vorfeld auch die Tragfähigkeit der Dämmung sorgfältig geprüft werden. Um die Last der Solaranlage besser verteilen zu können, empfiehlt es sich, ein System mit breiter Auflagefläche und breiten Schienen zu verwenden, um Punktlasten zu reduzieren. Um die Dachverkleidung vor Beschädigungen und damit dem Eindringen von Wasser zu schützen, wird für Flachdächer eine geeignete Gebäudeschutzmatte benötigt. Besonders geeignet sind Schienensysteme mit integrierter Bauschutzmatte. Hier werden die Matten so auf den Schienen positioniert, dass ein ungehinderter Wasserablauf gewährleistet ist.
Gerade im Wohnbereich sind Schrägdächer die häufigste Form. Hier liegt der Fokus mehr auf der Ästhetik. Neben Trends in der Systemfarbe ist eine geschlossene Modulanordnung ein weiterer Faktor für eine ansprechende Ästhetik, der von immer mehr Hausbesitzern bevorzugt wird. Bei möglichen Störfaktoren auf dem Dach, wie z.B. Verschattung, oder zu berücksichtigenden Besonderheiten hinsichtlich Dachausrichtung und -neigung sind Mikrowechselrichter eine gute Lösung. Diese können individuell angesteuert werden, so dass im Falle einer Teilschattierung nur die betroffenen Module an Leistung reduziert werden und nicht der gesamte String. Auf diese Weise wird die Effizienz der Anlage nicht beeinträchtigt.
Fokus auf Qualität
Neben der Gewichtsverteilung ist auch die mögliche mechanische Belastung der Module ein sicherheitsrelevanter Faktor. Denn das kann Zellen schädigen und damit ihre Leistungsfähigkeit mindern. In Systemen mit integrierten Kippgelenken in der Montagehalterung, wie dem IBC AeroFix G3, können Module mechanisch spannungsfrei am System montiert werden, um dieses Problem zu beheben. Die Kippfähigkeit und Flexibilität der Montagesysteme der neuesten Generation bieten weitere Vorteile. Dazu gehört eine höhere Anzahl unterschiedlicher Montage- und Ausrichtungsmöglichkeiten. Idealerweise können Module auch nicht nur quer, sondern auch aufrecht montiert werden. Mit Hilfe zusätzlicher Abstützmöglichkeiten für die Modulrahmen wird die Gefahr eines Bruchs und des Aufdrückens der Module auf die Dachfläche verhindert.
Schlussfolgerung
Wechselnde Modulgrößen haben einen wesentlichen Einfluss auf die Stabilität, Sicherheit und ästhetischen Anforderungen heutiger PV-Anlagen. Jedes Dach hat seine eigenen spezifischen Anforderungen. Planungstools wie der IBC SOLAR PV Manager können dabei helfen, eine professionelle und korrekte PV-Anlagenplanung zu gewährleisten. "Gerade im Hinblick auf einzigartige Anforderungen, wie eine ungewöhnliche Dachform, spezielle Ziegel oder Bleche, ist es noch wichtiger als sonst, dass Dachbauer und Solarinstallateure eng zusammenarbeiten.
Nur so kann sichergestellt werden, dass eine PV-Anlage nicht die Garantie des Dachherstellers ungültig macht", sagte Bartsch."Um mit den neuen Anforderungen Schritt zu halten, müssen Montagelösungen hohe Qualitäts- und Effizienzstandards erfüllen. Es ist daher ratsam darauf zu achten, dass das verwendete Montagesystem unter sehr strengen Bedingungen wie im PV-Labor SUNLAB zusammen mit den Modulen geprüft wurde und über eine allgemeine bauaufsichtliche Zulassung oder ETA (vergleichbare EU-Zertifizierung) verfügt, die sich dann auch in der Garantie niederschlagen sollte."(hcn)
