Eine Flachdach-Solaranlage ist gut zur Stromerzeugung geeignet. Flachdächer unterscheiden sich stark und haben unterschiedliche Voraussetzungen. Daher gibt es auf dem Markt diverse PV-Montagesysteme.
In diesem Ratgeber schauen wir uns an, wie die verschiedenen Konstruktionsarten an und wie diese auf dem PV-Flachdach befestigt werden.
Planung und Vorbereitung: PV-Anlage auf Flachdach montieren
Bevor es mit dem Befestigen beginnt, muss zunächst ein Plan erstellt werden. Wichtig ist anfänglich herauszufinden, ob das Flachdach noch genug Resttragfähigkeit für die zusätzliche Masse besitzt. Das zusätzliche Gewicht einer Flachdach-PV-Anlage ist nicht zu unterschätzen.
Danach wird das Flachdach vermessen und wichtige Daten werden gesammelt:
Länge und Breite vom flachen Dach
Hindernisse auf dem Dach
Höhe der Attika
Höhe vom Flachdach
Windlastzone
Schneelastzone
Art der Dacheindeckung
verwendetes Solarmodul
Druckfähigkeit der Wärmedämmung (falls vorhanden)
Wenn alle benötigten Informationen gesammelt sind, kann ein Belegungsplan erstellt werden. Das kann man selbst durch eine Zeichnung händisch machen, oder mithilfe einer Software (Empfehlung).
Die meisten Anbieter für PV-Unterkonstruktionen bieten eine kostenlose Simulationssoftware für den Solarteur (Solarinstallateur) an. Je nach verwendeten Montagesystem werden unterschiedliche Abstände auf dem Flachdach benötigt.
Mithilfe des Dachbelegungsplans ist genau klar, wie viel Module auf das Dach passen, welche Teile vom Montagesystem wo hingehören und an welchen Punkten die Verankerung oder Ballastierung stattfindet.
Vor dem Montagebeginn wird der Dachstuhl und die Dachhaut überprüft. Gibt es Risse oder Beschädigungen? Gibt es poröse Stellen? Weiterhin sollte das Flachdach frei von Verunreinigungen, Wasser und Schnee sein.
Belegung- bzw. Beschwerungsplan
© solar-planit.de
Dachunebenheiten sollten vor der Installation mit Ausgleichsmatten kompensiert werden, um eine ungleichmäßige Lastenverteilung zu vermeiden. Beim Bitumendach kommen diese häufig an den Stoßüberdeckungen vor.
Wie wird eine Photovoltaikanlage auf dem Flachdach befestigt?
Das Flachdach-Montagesystem der PV-Anlage wird entweder direkt mit Befestigungsplatten in der Tragkonstruktion vom Flachdach verankert, oder die Unterkonstruktion ist aerodynamisch optimiert und wird mithilfe einer Beschwerung auf dem Flachdach ohne Dachdurchdringung befestigt.
Im ersten Schritt der Befestigung wird das Grundgestell auf dem Dach verteilt. Es wird gemäß Belegungsplan an die richtige Stelle gebracht.
Grundschienen werden auf Flachdach befestigt
© altec-metalltechnik.de
Nun werden die Schienen der Unterkonstruktion gemäß Montageanleitung mit Bautenschutzmatten beklebt. Anmerkung: Bei vielen Systemen sind die Schutzmatten schon integriert.
Die Bautenschutzmatte soll das Rutschen der PV-Anlage aufgrund der hohen Ruhereibung mit der Dacheindeckung vermeiden. Zudem fungiert es als eine Art Schutzschicht zwischen Dachhaut und Montagesystem. Es ist von wichtig, dass die Installation nicht durchgehend erfolgt, um die ordnungsgemäße Entwässerung des Flachdachs sicherzustellen.
Jetzt wird die Aufständerung, in der Regel als Metallstütze oder in Dreiecksform, mit der Grundschiene verschraubt. Manche Befestigungssysteme haben einen flexiblen Neigungswinkel. Dieser muss gleichmäßig eingestellt und fixiert werden.
Die einzelnen Teile von der Montagevorrichtung werden mithilfe von Verbindern zu einer großen Fläche zusammengeführt. Ab einer gewissen Größe, etwa ab einem Modulfeld von 10 Metern, muss eine thermische Trennung erfolgen. Denn durch Temperaturschwankungen kann sich das Metallgerüst verformen und Schaden am Dach anrichten.
Eventuell muss das Flachdachsystem auch geerdet und in die Blitzschutzanlage eingebunden werden.
Wenn das Grundgestell fertig montiert ist, findet entweder die Verankerung mit dem Dach statt, oder die Ballastierung (gemäß Beschwerungsplan) wird vorgenommen. Nun ist das Montagsystem gegen Verrutschen und Abheben gesichert.
Die Solarmodule werden jetzt auf der Unterkonstruktion platziert und durch Verwendung von Modulklemmen befestigt. Dabei findet gleichzeitig die DC-Verkabelung der PV-Anlage auf dem Flachdach statt. Wichtig ist die ordnungsgemäße Verlegung der Kabel, denn diese sind eine potenzielle Schwachstelle.
Am Ende wird das Rückblech, auch Windleitblech genannt, an der Hinterseite vom Metallgestell angebracht. Es dient dazu, auftreffenden Wind abzuleiten.
Arten der PV-Flachdachbefestigung
Verankerung mit dem Dach
Das PV-Befestigungssystem hat über die Grundschiene Kontakt zur Dachhaut. Soll die Photovoltaikanlage fest mit dem Flachdach verschraubt werden, werden Anker, Montagefüße oder Befestigungsplatten, z.B. von Solmont, CW Lundberg, verwendet.
Die Dachverankerung ist nicht mehr die Standardprozedur, weil dadurch die Dachhaut beschädigt wird und im Laufe der Zeit Feuchtigkeit eindringen kann. Dies sollte auf jeden Fall vermieden werden, weshalb die meisten Systeme mit einer zusätzlichen Beschwerung arbeiten.
Ballastsystem
Die Flachdach-Unterkonstruktion kann mit Ballast beschwert werden, um diese an Ort und Stelle zu fixieren. Als Beschwerung werden meistens Betonplatten oder Kieswannen verwendet. Der Vorteil dabei ist, dass die Photovoltaikanlage auf dem Flachdach keine Dachdurchdringung benötigt.
Allerdings wird das Gesamtgewicht der PV-Anlage dadurch erhöht, nicht alle Flachdächer sind dafür geeignet. Kleine Dächer haben in der Regel aber genug Reserven. PV-Anlagen auf dem Garagendach sind gut für Ballastsysteme geeignet.
Aufständerungstypen für Photovoltaik-Flachdach
Es gibt grundsätzlich drei Typen der Aufständerung der PV-Anlage für das Flachdach:
Südausrichtung
Ost-West-Ausrichtung
Dachparallel (flach auf dem Dach)
Bei der Südausrichtung werden die Solarmodule angewinkelt und in Richtung Süden ausgerichtet. Damit kein Schattenwurf entsteht, muss der Abstand der Solarmodule auf dem Flachdach genau berechnet werden. Generell gilt: je höher der Aufstellwinkel, desto größer auch der benötigte Reihenabstand.
Der Vorteil der Südausrichtung ist der optimierte Stromertrag pro Leistungseinheit (kWh pro kWp). Der Nachteil besteht in der schlechten Flächenausnutzung, aufgrund der benötigten Abstände.
Daher kann die PV-Anlage auf dem Flachdach auch in Richtung Ost-West ausgerichtet werden. Das Montagesystem benötigt bei dieser Variante deutlich geringere Abstände und so kann bei gleicher Fläche deutlich mehr Leistung installiert werden.
Die Installation der Module parallel bzw. flach auf dem Dach ist nur für Flachdächer mit einem etwas größeren Neigungswinkel geeignet. In der Regel sollte die Dachneigung hierbei mindestens 5°, besser 10° betragen. Der Vorteil ist, dass das Montagesystem bei der dachparallelen Montage nicht aufgeständert wird, ähnlich einer PV-Anlage auf dem Schrägdach, und somit die beste Flächenverwendung bietet.