Beispiel Montagevorgang Flachdach

In der Schweiz gibt es riesige, noch ungenutzte Flachdächer, die für Photovoltaikanwendungen geeignet wären. Die meisten Flachdächer haben aber eine sehr heikle, wasserdichte Dachhaut. Bei der Aufständerung darf diese Haut unter keinen Umständen verletzt werden. Es empfiehlt sich auch nicht, für die Befestigung der Unterkonstruk-tion spezielle Durchführungen durch die wasser-dichte Isolation zu machen. In den meistsen Fällen dringt das Wasser nach einigen Jahren doch durch und es bedarf dann einer aufwendigen und teuren Dachsanierung.

Eine einfache Art, eine Flachdachanlage zu bauen, ist das Schwerlastprinzip. Beim Schwerlastprinzip wird die Unterkonstruktion der Solaranlage auf Mechanischer Aufbau des Solarzellenfeldes

vorgefertigte Betonelemente montiert, welche vorgängig auf dem Dach plaziert worden sind. Die Betonelemente dienen dazu, um bei starken Wind-lasten eine genügend hohe Sicherheit gegen Ver-schieben und Abheben der Anlage zu gewährlei-sten. Folien 30 und 31 zeigen uns das Beispiel eines Montageablaufes. Zuerst muss die Dach-haut vorbereitet werden. Dort wo die Betonele-mente gesetzt werden, müssen die Steine und der Sand entfernt werden. Es muss unbedingt darauf geachtet werden, dass keine Steine mehr auf der Dachfolie liegen. Dann legen wir auf diese gesäu-berte Dachfolie ein Plättchen aus extrudiertem Polystyrol. Auf dieses Polystyrolplättchen wieder-um wird nun vorsichtig ein Betonelement gesetzt.

Sollte sich trotzdem ein Steinchen unter dem Be-tonelement befinden, so würde es nicht in die Dachfolie, sondern ganz einfach in das Polystyrol-plättchen gedrückt.

Nachdem nun alle Betonelemente an den vorgese-henen Platz gesetzt wurden, werden die Metall-Konsolen montiert. Es wurden Gewindehülsen in die Betonelemente eingegossen. So können die Konsolen sehr einfach mittels Schrauben befestigt werden. Sind alle Konsolen auf den Betonelemen-ten verschraubt, werden die Solarmodule befe-stigt. Erst nach diesem Arbeitsgang werden die Steine wieder mit dem angehäuften Sand resp. mit den Steinen zugeschüttet.

Verschiedene Flachdächer besitzen über keine ge-nügend grosse Tragfähigkeit für eine Aufstände-rung nach dem Schwerlastprinzip. Es muss somit abgeklärt werden, ob allenfalls doch eine Verbin-dung mit dem Dach möglich ist. Es gibt Flachdä-cher, welche anstelle von Kies schon mit Beton-platten ausgelegt wurden. Es wäre somit möglich, die Konsolen direkt auf diese Betonplatten zu ver-schrauben. Bei dieser Art von Aufständerung über-nimmt die Dachhaut bzw. übernehmen die Beton-platten die auftretenden Windlastkräfte und ver-hindern so ein Abheben der Solaranlage.

PACER

Projektionsfolie 32

6.8 Flachdachanlagen

Am Beispiel des Neubaues einer modernen Fen-sterfabrik in Arisdorf werden die Möglichkeiten einer Mehrfachnutzung von Photovoltaik-Elemen-ten demonstriert. Der besondere Vorteil einer mul-tifunktionalen Nutzung der Photovoltaik-Panels liegt in der erheblich verbesserten Wirtschaftlich-keit. Die Nutzung bzw. Funktionen sind im einzel-nen:

• Die direkte Umwandlung der Sonnenenergie in elektrischen Strom.

• Die Nutzung der bei der Stromerzeugung entste-henden Abwärme für die direkte Beheizung der Produktions- und Lagerhallen sowie die Weiter-leitung der überschüssigen Wärmeenergie in einen Langzeitspeicher (Erdspeicher) zur späte-ren Wärmerückgewinnung.

• Die volle Integration der Photovoltaik-Stromge-neratoren in der Fassaden- und Dachkonstruk-tion. Die Panels ersetzen damit konventionelle Bauteile. Diese Substitution bedeutet eine direk-te Kosdirek-teneinsparung.

Die Befestigung der Flachdachanlage auf einem Lagerhaus in Zürich-Herdern ist mit Schwerkraft-sockeln gelöst. Die Betonelemente sind so ausge-legt, dass sie durch Windkräfte, die an den Modul-reihen angreifen, nicht verschoben werden kön-nen.

Mechanischer Aufbau des Solarzellenfeldes

Projektionsfolie 33

6.9 Fassadenanlagen

Jedes Jahr werden in der Schweiz einige Millionen Quadratmeter neue Fassadenflächen montiert.

Das Angebot reicht von einigen Tausend Franken teuren Steinfassaden zu ganz billigen Metallfassa-den mit Kosten von nur einigen Franken pro Qua-dratmeter. Vielerorts werden die Gebäudehüllen auch schon ganz in Glas gehüllt. Es wäre somit naheliegend, auch in diesem Bereich die Solarzel-lentechnologie anzuwenden. In der Schweiz wur-den bereits mehrere Fassawur-den gebaut, welche teil-weise aus Solarmodulen bestehen.

Bei einer Solarfassade, wie sie z.B. bei der Anlage Rütihof II in Zürich-Höngg realisiert wurde, betra-gen die Kosten für die fertig installierte Solarzel-lenanlage ca. 1500 bis 1800 Fr./m². Im Vergleich dazu kostet eine Steinfassade heute zwischen 1000 und 3000 Fr.

Beim Industriegebäude «Windmühle» in Biel wur-den Solarzellenmodule mit wur-den exakt gleichen Abmessungen wie die vorgehängten Steinfassa-denelemente hergestellt. So konnte eine optisch perfekte Integration in die Fassade erreicht wer-den.

6.10 Verkabelung

Für die Verkabelung der Solarmodule untereinan-der und für die Verkabelung untereinan-der Solarmodule zum Klemmenkasten sollte auf jeden Fall

doppelman-PACER

teliges und feuerfestes Kabel verwendet werden.

Es gibt auf dem Markt bereits spezielle Solarkabel, welche erstens einen doppelten Mantel bzw. Isola-tion aufweisen und zweitens der Umwelt zu liebe PVC-frei sind.

6.10.1 Schrägdach

Die meisten Solarzellenanlagen werden heute aus vormontierten Modulpaketen gebaut. D.h., es wer-den vorgängig ca. drei Module am Bower-den auf spezielle Profile vormontiert und bereits elektrisch verdrahtet. Somit entfallen einige Arbeitsgänge, welche sonst in ungemütlicher Lage ausgeführt werden müssen. Bei der Verkabelung der Modul-pakete ist darauf zu achten, dass sie relativ eng am Modul anliegt. Teilweise muss noch mit speziellen Kabelbindern nachgeholfen werden. Auf dem Dach werden somit nur noch die einzelnen Modul-pakete zu einem ganzen Strang zusammenver-drahtet. Die elektrische Verkabelung sollte mög-lichst eine Überlänge aufweisen. Diese sollte so bemessen sein, dass nach mechanischer Demon-tage eines Moduls oder eines Modulpaketes die Anschlussdose zum Abklemmen der Leitungen gut zugänglich ist. Ferner sollte die Verkabelung nicht direkt auf dem Dach liegen, um so bei Regen nicht vom ablaufenden Wasser auf den Dachpfan-nen umspült zu werden. Auch ist darauf zu achten, dass kein Wasser in die Anschlussdosen gelangen kann. Das kann z.B. mit einer Tropfnase vor dem Einführen der Kabel in die Anschlussdose gesche-hen. Eine wasserdichte Einführung ist nicht zu empfehlen, da sonst das entstehende Kondens-wasser im Innern der Anschlussdose nicht ablau-fen kann. Die Folge wäre eine zerstörerische Korro-sionswirkung, verursacht durch die Gleichspan-nungspotentiale zwischen den Kontakten. Die Dacheinführung für die Strangkabel sollte unbe-dingt vom Dachdecker oder Spengler realisiert werden. Denn auch dort gilt es wegen möglichen Wassereintritten verschiedene Regeln zu beach-ten.

Mechanischer Aufbau des Solarzellenfeldes

6.10.2 Flachdach

Bei Flachdächern ist das Problem bedeutend klei-ner. Doch auch hier muss die schädliche Wirkung des Wassers unbedingt berücksichtigt werden. Es empfehlen sich ebenfalls Tropfnasen und even-tuell sogar eine Entwässerungsbohrung von ca.

2 mm Durchmesser am tiefsten Punkt der An-schlussdose. Die Kabelführung von den Solarzel-len zum Klemmenkasten erfolgt in einfachen Roh-ren (z.B. ALU-AGRO), welche direkt auf die Beton-elemente befestigt werden können.

Auf die Gefahren bei den Arbeiten auf Dächern wird in Kapitel 9 eingegangen.

PACER Solarwechselrichter

7.1 Wechselrichter 54

7.2 Solarwechselrichter: netzgeführt 55

7.3 Solarwechselrichter: pulsweitenmoduliert 55