Thomas Bartsch: „Bei der Entwicklung der Montagesysteme für Flachdächer, die für Module mit Längen von 1500 bis 2100 mm und Breiten von 980 bis 1150 mm verwendet werden können, haben wir die jüngsten Trends berücksichtigt.“ Bild: IBC Solar

Alle Systemkomponenten, auch die Montagesysteme, bilden eine Einheit und müssen perfekt zusammenpassen – nicht nur wegen der Ästhetik, sondern auch aus Gründen der Sicherheit und Effizienz. Bild: IBC Solar

IBC Solar: Size Matters – auch bei PV-Dachsystemen!

(PM) Das Potential sowohl für private als auch für gewerbliche Photovoltaik-Anwendungen ist nach wie vor riesig. Aber die Anforderungen des Marktes ändern sich. Neben grösseren Modulen mit höherer Leistung spielt gerade im Eigenheimbereich auch die Ästhetik eine immer wichtigere Rolle. All dies wirkt sich auch auf die steigenden Anforderungen an die Montagesysteme aus. Thomas Bartsch, Abteilungsleiter Produktmanagement bei IBC Solar, beleuchtet aktuelle Trends und erklärt, warum die Befestigungssysteme an die neuen Anforderungen angepasst werden müssen.


Der Photovoltaikmarkt wächst. Allein in Europa belief sich die kumulierte installierte PV-Leistung bis Ende 2020 auf 151.7 GW. Tendenz steigend. Bis zum Jahr 2024 erwartet der Verband Solar Power Europe eine installierte Leistung von 253 Gigawatt.

Ästhetik gewinnt an Bedeutung
Ein deutlicher Trend, vor allem im privaten PV-Markt, sind die wachsenden ästhetischen Anforderungen der Verbraucher. In den Anfangsjahren der Photovoltaik trafen Hausbesitzer die Entscheidung, ihre eigene PV-Anlage auf dem Dach zu installieren, weil sie von einer nachhaltigen Energieerzeugung überzeugt waren. Daher wurde dem Aussehen der PV-Anlage zunächst wenig Aufmerksamkeit geschenkt. Dank der in den letzten Jahren gesunkenen Preise für Photovoltaikanlagen hat sich dies geändert. Heute erwarten Hausbesitzer von ihrer PV-Anlage nicht nur, dass sie erneuerbare und nachhaltige Energie liefert, sondern auch, dass sie gut aussieht.

Alle Systemkomponenten müssen zusammenpassen
Der Markt trägt dem Rechnung: So werden die Zellen der aktuell auf dem Markt befindlichen PV-Module in ihrem Aussehen immer homogener. Vor allem schwarze Module liegen im Privatkundenmarkt stark im Trend. Ein schlankes und elegantes Aussehen lässt sich jedoch nicht allein durch Form oder Farbe der Module erreichen. Alle Systemkomponenten, auch die Montagesysteme, bilden eine Einheit und müssen perfekt zusammenpassen – nicht nur wegen der Ästhetik, sondern auch aus Gründen der Sicherheit und Effizienz.

Effizientere Zellen und grössere Module
Bei der 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 etwa 90 Prozent. Mit einem Wirkungsgrad von etwa 22 bis 24 Prozent stossen sie jedoch an ihre technologischen Grenzen und es erscheinen neue Zelltypen, wie TOPCon (Tunneling Oxide Passivation Contact), auf dem Markt.

Ausserdem ist die Entwicklung hin zu grösseren Wafern und Modulen mit höheren Leistungsklassen sowie zu bifazialen Modulen offensichtlich. Bis 2010 war die gängige Wafergrösse M0 (156 x 156 mm). Danach folgte bis 2018 eine Standardgrösse von M2 (156.75 x 156.75 mm). Ab 2019 war meist die Standardgrösse 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, wobei Letztere in Deutschland aufgrund der Vorgaben bei der maximal erlaubten Modulgrösse von 2m² auf Dachanlagen hauptsächlich für Solarparks interessant sind.

Grössere Wafer werden mit dem Ziel entwickelt, Solarmodule mit höheren Leistungen 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 die Konstruktion von Klemmen und Halterungen. Dies führt insbesondere im Dachbereich und bei der Verwendung aerodynamischer Systeme zu erheblichen Einschränkungen.

Flexible Montagesysteme für unterschiedliche Modulgrössen
Dem Trend zu immer grösseren Modulen folgend, können flexible Montagesysteme eine Reihe von Vorteilen bieten. Installateure können nicht nur das System, mit dem sie vertraut sind, für verschiedene Modulgrössen verwenden. Die Flexibilität erlaubt es auch, verschiedene Module innerhalb eines Systems zu verwenden. Denn für eine homogene Optik sowie eine maximale Ausnutzung der Dachfläche werden heute auch Module unterschiedlicher Grösse 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 verwendet werden können, haben wir die jüngsten Trends berücksichtigt“, erklärt Thomas Bartsch, Abteilungsleiter Produktmanagement bei IBC Solar. „Mit dem neuen IBC AeroFix G3 ist es zudem möglich, breite und schmale Bodenschienen im selben System zu kombinieren. So können stabilere Dachflächen oder Module mit weniger Ballast wegen der geringeren Flächenpressung mit der günstigeren, schmalen Schiene, der sogenannten Eco-Schiene, belegt werden. Das sorgt nicht nur für maximale Flexibilität, sondern reduziert auch die Materialkosten und die Gesamtkosten des Systems erheblich. Zugleich ist das Dach sicher ausgestattet.“

Besondere Anforderungen je nach Dachform
Bei der Wahl der Montagemethode ist die Dachform der erste entscheidende Faktor. Flachdächer werden vor allem für gewerbliche Anlagen mit grösseren Systemen genutzt. Die Berechnung der Tragfähigkeit ist bei diesem Szenario ein besonders wichtiger Schritt. Neben dem Gewicht der Bauteile müssen auch eventuell auftretende Wind- oder Schneelasten berücksichtigt werden. Ist das Flachdach zudem wärmegedämmt, muss im Vorfeld auch die Tragfähigkeit der Dämmung sorgfältig geprüft werden. Um die Last der Solaranlage besser verteilen zu können, ist es sinnvoll, ein System mit breiter Auflagefläche und breiten Schienen zu verwenden, um punktuelle Belastungen zu reduzieren. Zum Schutz der Dachhaut vor Beschädigungen und damit vor dem Eindringen von Wasser, ist bei Flachdächern eine passende Bautenschutzmatte erforderlich. Besonders gut eignen sich Systeme, bei denen die Bautenschutzmatte bereits in die Schienen integriert ist. Hier sind die Matten so auf den Schienen verteilt, dass ein ungehinderter Wasserabfluss gewährleistet ist.

Schrägdächer sind vor allem bei privaten Häusern die gängigste Form. Hier steht die Ästhetik stärker im Vordergrund. Zusätzlich zu Trends bei der Systemfarbe, ist eine geschlossene Modulanordnung ein weiterer Faktor für eine ansprechende Ästhetik, die von immer mehr Hausbesitzern bevorzugt wird. Im Falle von möglichen Störfaktoren auf dem Dach, wie beispielsweise Verschattungen, oder bei zu beachtenden Besonderheiten bezüglich Dachausrichtung und -neigung ist der Einsatz von Mikrowechselrichtern eine gute Lösung. Diese können individuell gesteuert werden, sodass im Falle einer Teilverschattung nur die betroffenen Module in der Leistung reduziert sind und nicht der komplette String. Auf diese Weise wird der Wirkungsgrad der Anlage nicht beeinträchtigt.

Qualität im Fokus
Neben der Gewichtsverteilung ist auch die mögliche mechanische Belastung der Module ein sicherheitsrelevanter Faktor. Denn dadurch können Zellen beschädigt und damit ihre Leistung verringert werden. Bei Systemen mit integrierten Kippgelenken in der Montagehalterung wie dem IBC AeroFix G3, lassen sich Module mechanisch spannungsfrei auf dem System montieren, um dieser Problematik zu begegnen. Die Kippmöglichkeit und die Flexibilität von Montagesystemen der neuesten Generation bieten weitere Vorteile. Dazu gehört eine höhere Zahl unterschiedlicher Montage- und Ausrichtungsmöglichkeiten. Idealerweise können Module ausserdem nicht nur quer, sondern auch hochkant montiert werden. Mithilfe zusätzlicher Abstützmöglichkeiten für die Modulrahmen wird die Gefahr von Brüchen sowie ein Drücken der Module auf die Dachfläche verhindert.

Fazit
Die sich ändernden Modulgrössen haben einen massgeblichen Einfluss auf die Stabilität, die Sicherheit und die ästhetischen Anforderungen an heutige PV-Systeme. Jedes Dach hat seine eigenen, spezifischen Anforderungen. Planungstools, wie der IBC Solar PV Manager, können dabei helfen, eine fachgerechte und korrekte Planung der PV-Anlage zu gewährleisten. „Besonders bei speziellen Anforderungen, wie einer aussergewöhnlichen Dachform, besonderen Ziegeln oder Metallblech ist es noch wichtiger als sonst, dass Dachdecker und Solarinstallateure eng zusammenarbeiten. Nur so wird gewährleistet, dass die Garantie des Dachherstellers durch eine PV-Anlage nicht erlischt“, so Bartsch. „Um mit den neuen Anforderungen Schritt zu halten, müssen Montagelösungen hohe Qualitäts- und Effizienzstandards erfüllen. Daher empfiehlt es sich darauf zu achten, dass das verwendete Montagesystem wie in dem PV-Prüflabor Sunlab unter sehr strengen Bedingungen zusammen mit den Modulen getestet wurde und über eine allgemeine bauaufsichtliche Zulassung oder ETA (vergleichbare EU-Zertifizierung) verfügt, was sich dann auch in der Garantie widerspiegeln sollte.“

Text: IBC Solar

show all

1 Kommentare

Max Blatter

Einer der Pluspunkte der Fotovoltaik ist ihre Modularität: Kleine Anlagen im 100-W-Bereich sind genau so realisierbar wie Großanlagen (wie etwa die derzeit leistungsstärkste der Schweiz mit – Stand 2020 – 8.2 MW).

Die Modularität ermöglicht auch eine problemlose Anpassung an die verfügbaren Flächen, sowohl im Hinblick auf die Ästhetik als auch zur optimalen Flächennutzung. Aber ... je größer die Module, desto geringer die Flexibilität!

A propos Ästhetik: Die Farbe "schwarz" lässt mich jedes Mal zusammenzucken. Denn sie bedeutet maximale Erwärmung durch die Solarstrahlung. Das ist bei thermischen Sonnenkollektoren erwünscht, bei PV-Modulen aber nicht (so wenig wie etwa bei Autos): Wie jede PV-Fachfrau und jeder PV-Fachmann weiß, nimmt der Wirkungsgrad mit zunehmender Zellentemperatur ab.

Also sollte man sich zwei Fragen stellen:
1.) Ist der Trend in Richtung immer größerer Module sinnvoll?
2.) Darf man die Energieausbeute mehr und mehr einer oft wenig fundierten, u.U. gar behördlich vorgeschriebenen (Pseudo-)Ästhetik opfern?

Kommentar hinzufügen

Partner

  • Agentur Erneuerbare Energien und Energieeffizienz

Ist Ihr Unternehmen im Bereich erneuerbare Energien oder Energieeffizienz tätig? Dann senden sie ein e-Mail an info@ee-news.ch mit Name, Adresse, Tätigkeitsfeld und Mail, dann nehmen wir Sie gerne ins Firmenverzeichnis auf.

Newsletter abonnieren

Top

Gelesen
|
Kommentiert