Abb. 1: Vier steil gestellte thermische Kollektoren über dem Garage-Tor. Dazu zwei Kollektoren links, aufgeständert um 40-45 cm. ©Bild: Hans Hauri

Abb. 2: Auf 1000 m ü M. ist das öfters zu wenig (Abb. 2), aber die Kollektoren können von Hand freigeräumt werden. ©Bild: Hans Hauri

Abb. 3: Auf 1200 m ü. M. dagegen verhindern Querprofile das Abrutschen oft über Wochen. ©Bild: Hans Hauri

Abb. 4: Zusätzlich zu den Querprofilen steckt hier die untere Reihe im Schnee. ©Bild: Hans Hauri

Abb. 5: Hier wurde entlang der südsüdwestlichen, ansteigenden Kante einer PV Aufdach- Anlage der lockere Schnee abgeräumt. Die beiden roten Pfeile weisen auf die Querprofile. ©Bild: Hans Hauri

Abb. 6: Hier wurde der Montagerahmen von der Eisschicht nach unten/aussen gedrückt, worauf das Modul unter der Last einbrach. ©Bild: Hans Hauri

Abb. 7: Hier ist der untere Rand einer thermischen Anlage zu sehen, Blickrichtung gegen unten.

Abb. 8: Nur ca. 6 Grad geneigt ist dieses Glasdach, ein Terrassen-Windschutz. ©Bild: Hans Hauri

Abb 9: Durch starke Tag/Nacht-Temperaturunterschiede wandelt sich die Schneeschicht schnell zum «Gletscher» auf dem Dach und den PV-Modulen. ©Bild: Hans Hauri

Abb. 10: Aus zimmermannstechnischen Gründen hängt die Dachrinne hier sogar tiefer als nötig. ©Bild: Hans Hauri

Abb. 11: Unter dem Schnee: links Aufdach-PV-Anlage temperiert von Mini-Luft-Kollektoren über der Regenrinne; rechts Eternitschindeln mit Schneehaken. Das Gebäude ist nicht geheizt. ©Bild: Hans Hauri

Abb. 12: Die Scheddach-Flanke auf der Anlagen-Seite ist überhängend: Das verhindert das Festfrieren von Schnee. Tagsüber fliesst temperierte Luft durch den frei bleibenden Kanal zwischen SAF und Schneedecke. ©Bild: Hans Hauri

Abb 13: Zusätzlich heizt die Sonne den dunklen Schnee-Anriss-First auf und in einer Verlängerung über den Dachfirst hinaus (links) fängt er temperierte Luft auf, die an der Fassade aufsteigt. ©Bild: Hans Hauri

Abb 14: So schneidet der Schnee-Anriss-First vom südlichen Ende her einen Keil in die Schneedecke, von dem aus der Schnee abschmilzt©Bild: Hans Hauri

Solaranlagen im Gebirge: Praxisbeispiele Schneedeckenproblematik

(©HH) Der Photovoltaik werden ihre starken jahreszeitlichen Schwankungen angekreidet. Eine Möglichkeit, die Winterlücke zu mildern, sind Anlagen im Gebirge, weil sie im Winter über den Hochnebeldecken besonders kostbaren Strom liefern. Doch Schneedecken, die oft bis in den Frühling liegen bleibt, mindern die Erträge.


Eigene Erfahrungen mit Schnee auf thermischen und Solarstromanlagen auf 440 m ü. M. (seit 1990) und auf 1200 m ü. M. (seit 2005) ermöglichten einem Laien wie dem Schreibenden Beobachtungen und Schlüsse, von denen einzelne einem weiteren Kreis nützlich sein könnten. Alle abgebildeten Anlagen sind «kalt», weil nicht dachintegriert.

Sowohl Aufdach- wie Indach-Anlagen sollten so platziert werden, dass das Abrutschen von (vereistem) Schnee niemanden gefährdet und somit nicht verhindert werden durch Schutzmassnahmen wie Schneefänger muss. Wo nötig und möglich, kann man während des Winters den Zugang zum Haus verlegen. Das Abrutschen des Schnees soll möglich sein, einerseits um die winterliche Solartromproduktion zu maximieren, anderseits aus Imagegründen: Eine auch im Winter besonnte Anlage reizt stärker zur Nachahmung als eine, die unter einem «Gletscher» liegt.

A. Was das Abrutschen von Schnee behindert

Das Abrutschen des Schnees setzt Hindernisfreiheit voraus. Vier Beispiele für Hindernisse:

  1. Bei einer Anlage auf dem Boden oder einem Flachdach: Eine hohe Schneedecke oder ein Wall von bereits abgerutschtem Schnee an ihrem Fuss. Aufständerungen müssen deshalb die übliche Schneehöhe berücksichtigen. Ideal sind Anlagen an Dachkanten wie in Abb. 1 (Südhang auf 1000 m ü. M.): Vier steil gestellte thermische Kollektoren über dem Garage-Tor. Dazu zwei Kollektoren links, aufgeständert um 40-45 cm. Auf 1000 m ü M. ist das öfters zu wenig (Abb. 2), aber die Kollektoren können von Hand freigeräumt werden. Und: Sind sie bedeckt, fehlt hier immerhin nur ein Drittel der Leistung.

  2. Auf Schrägdächern können Schneefänger oder zu hoch hängende Regenrinnen unterhalb von Solaranlagen Schneewälle aufstauen. Mehr dazu siehe Abschnitt B.

  3. Bei Aufdach-Anlagen deren obere Stirnseite: Daran bleibt gefrorener Schnee hängen (s.C).

  4. Querprofile entlang der Unterkante von Modulen, soweit sie über die Glasfläche greifen. Schon auf 450 m ü. M. bremsen solche Profile vorübergehend das Abrutschen von Schnee. Das gilt für ein PV-Modul (Abb. 3; MEGAlino, 1999; 45 Grad Neigung) wie für die obere Reihe thermischer Kollektoren im Garten. Zusätzlich zu den Querprofilen steckt hier die untere Reihe im Schnee (Abb. 4; Rüesch-Monoblock, 1989; Dach-Montage von damaligen Behörden nicht erlaubt). Im Mittelland ist das ein Zustand von wenigen Stunden oder Tagen, also tolerierbar. Auf 1200 m ü. M. dagegen verhindern Querprofile das Abrutschen oft über Wochen. Ein Blick unter die Schneedecke in Abb. 5: Hier wurde entlang der südsüdwestlichen, ansteigenden Kante einer PV Aufdach- Anlage der lockere Schnee abgeräumt. Die beiden roten Pfeile weisen auf die Querprofile. Oberhalb davon gefrorener Schnee, gleich unterhalb nicht. (Blick der SSW-Kante entlang gegen den First hinauf.)

    Auch dieses Problem vermeidet die Anlage von Abb.1 und 2: Die Deckgläser werden durch Profile oben und auf den Seiten festgehalten. Das unten stützende Profil steht nicht über die Oberfläche vor. Der Schnee rutscht zwar nicht augenblicklich, aber schnell ab. Überstehende Querprofile können sogar Schäden an der Anlage verursachen. In Abb. 6 wurde der Montagerahmen von der Eisschicht nach unten/aussen gedrückt, worauf das Modul unter der Last einbrach. Abb. 7 zeigt den unteren Rand einer thermischen Anlage, Blickrichtung gegen unten. Das Umfassungsblech ist durch den Eisdruck aufgebogen.

B. Wichtige Eigenschaften der Schneedecke.
Schnee wird bei tiefen Temperaturen schon auf 440 m ü. M. schnell zur zähen, biegsamen Schicht. Auf hindernisfreier Fläche fliesst sie unmerklich. Nur ca. 6 Grad geneigt ist das Glasdach von Abb. 8, ein Terrassen-Windschutz. Es deckt einen an der ENE-Seite des Hauses. Er schützt gegen NNW und ist gegen SSE offen. Von dort wird das Glasdach temperiert, was an der Schnee-Unterseite einen wässrigen Gleitfilm schafft. Auf 1200 m ü. M. kann eine solch zähe Schicht viel mächtiger sein: Abb. 9. Durch starke Tag/Nacht-Temperaturunterschiede wandelt sie sich schnell zum «Gletscher» auf dem Dach und den PV-Modulen. (Für In-Dach-Module über beheizten Räumen fehlen mir die Erfahrungen.) Die Schicht von Abb. 9 fliesst offenbar schubweise. Bei Stillstand (nachts?) biegt sie sich unter der eigenen Last eckig nach unten. (Bei kontinuierlichem Fliessen bildet sich ein Bogen; ebenfalls dokumentiert.) Am Dachrand bricht sie nicht ab, zumindest nicht auf dem abgebildeten Vordach an der Nordseite einer Scheune. Das hat zwei Folgen: Über einem Dachfirst liegt eine solche Schicht wochenlang ohne aufzubrechen; das verhindert beidseits das Abrutschen. Zweitens fliesst sie nicht über eine zu hoch hängende Dachrinne. Diese soll tief hängen: Abb. 10. Aus zimmermannstechnischen Gründen hängt diese hier sogar tiefer als nötig. Trotzdem springt Regenwasser nicht darüber hinweg. Über der Regenrinne einer Dachkante an der Südostseite schmilzt die zähe Schicht bei längerem Stillstand bündig ab: Abb. 11. Unter dem Schnee: links Aufdach-PV-Anlage (mit H. Hauri, Solar im Gebirge. Querprofilen ...), temperiert von Mini-Luft-Kollektoren über der Regenrinne; rechts Eternit-Schindeln mit Schnee-Haken. Das Gebäude ist nicht geheizt.

C
. Das Aufbrechen der Schneedecke am First fördern
Eine Anregung dafür gibt der Schnee-Anriss-First (SAF), der in den letzten Wintern getestet wurde – allerdings hat hier die PV-Anlage bremsende Querprofile. Der SAF gleicht einem Scheddach-Element, das oben auf der Auf-Dach-Anlage aufliegt und so die Lücke zwischen Dachfirst und oberer Stirnseite der Anlage überbrückt (siehe A. 4.). Die Scheddach-Flanke auf der Anlagen-Seite ist überhängend: Abb. 12. Das verhindert das Festfrieren von Schnee am SAF. Tagsüber fliesst temperierte Luft durch den frei bleibenden Kanal zwischen SAF und Schneedecke (Abb. 13). Zusätzlich heizt die Sonne den dunklen SAF auf und in einer Verlängerung über den Dachfirst hinaus (links) fängt er temperierte Luft auf, die an der Fassade aufsteigt. So schneidet er vom südlichen Ende her einen Keil in die Schneedecke, von dem aus der Schnee abschmilzt (Abb. 13 und 14; in 14 ist das Weiss eine Spiegelung des Schnees dahinter). Nachteil: Wegen der zu erwartenden Schneehöhen wirkt der SAF klobig (Abb. 12). Denkbar wäre ein faltbarer SAF, der vor dem ersten Schneefall aufgestellt und im Mai zusammengeklappt wird. Die Idee könnte von einer Fachperson weiterentwickelt werden.

©Text: Hans Hauri, Erstveröffentlichung des Artikel in der Zeitschrift Erneuerbare Energien der SSES

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