In diesem Ratgeber dreht sich alles, um das Gewicht von Photovoltaikanlagen auf dem Flachdach.
Gewicht der Photovoltaikanlage auf dem Flachdach
Die gesamte Flachdach-PV-Anlage hat ein Gewicht von 12 bis 33 kg pro Quadratmeter. Ein Modul wiegt ca. 6 bis 11 kg/m². Das Montagesystem hat ein Eigengewicht von etwa 1,4 bis 3,0 kg/². Das Gewicht ohne Ballast liegt damit bei etwa 7 bis 14 kg/m².
Die Beschwerung der Solaranlage ist für die meisten Befestigungssysteme notwendig, das zusätzliche Gewicht liegt hier bei 6 bis 19 kg/m², wobei das stark vom System und den örtlichen Gegebenheiten abhängt.
Statik und Tragfähigkeit vom Flachdach für Photovoltaik
Die Statik vom Flachdach spielt eine wichtige Rolle bei der Planung einer PV-Anlage.
Wenn auf dem Flachdach eine Solaranlage installiert werden soll, muss die Tragfähigkeit vom Dach groß genug sein, um das zusätzliche Gewicht der Solarmodule, des Montagesystems und der Ballastierung auszuhalten.
Zuerst muss das Flachdach das Eigengewicht, sowie Schnee- und Windlasten tragen können.
Wie robust die Tragkraft vom flachen Dach sein muss, ist je nach Region unterschiedlich, weil die benötigten Lasten (Wind und Schnee) je nach Region variieren. Dafür gibt es genaue Vorschriften gemäß Windlastzonen, der Höhe des Gebäudes sowie Schneelastzonen.
Die Dachlastreserven können aus den Statikunterlagen des Baus abgelesen werden. Sind diese nicht mehr vorhanden, ist es empfehlenswert, eine erneute Statikberechnung durchführen zu lassen.
Gut zu wissen: die meisten Flachdächer haben noch genügend Dachlastreserve für eine Photovoltaikanlage zur Verfügung, denn das zusätzliche Gewicht ist aufgrund von ballastoptimierten Unterkonstruktionen nicht sehr hoch.
Gewicht von PV-Flachdach im Detail
Das Gewicht der Solarmodule
Gewöhnliche Solarmodule wiegen 20 bis 22 kg bei einer Leistung von 400 bis 420 Wp. Bei einer durchschnittlichen Fläche von 1,95 m² pro Module ergibt das ein Gewicht von 10 bis 11 kg/m².
In der Konstellation mit Bezug zur gesamten Flachdachanlage muss hier aber anders gerechnet werden. Denn das PV-Modul liegt im Regelfall nicht flach auf dem Dach, sondern wird aufgeständert. Außerdem gibt es Abstände zwischen den Reihen.
Um das Modulgewicht pro Quadratmeter zu ermitteln, benötigt man das Gesamtgewicht der Module und die benötigte Fläche für die Photovoltaikanlage auf dem Flachdach.
Beispiel:
Es werden 30 PV-Module á 22 kg verwendet. Die benötigte Dachfläche für die aufgestellte Unterkonstruktion liegt bei 80 m².
Modulgewicht = 30 × 22 kg = 660 kg
Gewicht PV-Module pro m² = 660 kg / 80 m² = 8,25 kg/m²
Das Gewicht des Montagesystems
Es gibt viele verschiedenen PV-Montagesysteme für das Flachdach. Je nach Hersteller und Typ ist es 1,4 bis 3,0 kg/m² schwer. Das Gesamtgewicht ist abhängig von der Anzahl und Größe der verwendeten PV-Module.
Die Unterkonstruktion einer Solaranlage mit 12 kWp wiegt z.B. 110 bis 240 kg.
Gewicht der Beschwerung (ohne Dachdurchdringung)
Das Gewicht der Beschwerung bzw. vom Ballast liegt zwischen 6 und 19 kg/m². Die zusätzliche Masse hat einen Zweck: Die Solaranlage soll vor dem Wegrutschen und dem Fortwehen durch Sturm gesichert werden.
Wenn die Beschwerung der PV-Anlage groß genug ist, benötigt es auch keine Dachdurchdringung des Flachdachs.
Doch woher weiß man, wie viel Ballast benötigt wird?
Die Berechnung ist sehr kompliziert und hängt von folgenden Variablen ab:
Höhe vom Flachdach über Boden
Höhe der Attika
Neigungswinkel vom Flachdach
Verwendete Dachhaut (z.B. PVC-Folie, Bitumen, begrüntes Dach, Trapezblech, oder Kies)
Windlastzone
Entscheidend sind im Endeffekt der Winddruck (bzw. Windsog) und der Reibungskoeffizient. Dieser ist je nach Material des Dachbelags unterschiedlich hoch. Bei der Planung des Flachdachmontagesystems werden alle diese Variablen berücksichtigt, um die richtige Ballastierung herauszufinden.
Die meisten Hersteller von Flachdachsystemen fordern am Rand des Gestells mehr Gewicht als in der Mitte der Anlage, weil dort höhere Windlasten entstehen. Das Gewicht der Beschwerung ist nicht zwangsläufig gleich auf dem Flachdach verteilt.
Gut zu wissen: In den letzten Jahren hat die Forschung im Windkanal einige Fortschritte erzielt. Dank aerodynamischer Optimierung wird immer weniger zusätzlicher Ballast benötigt.
Masse von Flachdachsystemen mit Dachdurchdringung
Eine Photovoltaikanlage mit Dachdurchdringung wiegt etwa 7 bis 12 kg/m².
Die Unterkonstruktion für das PV-Flachdach muss nicht beschwert werden, stattdessen kann auch eine Befestigung bzw. feste Verankerung mit dem Dach stattfinden. Das hat den Vorteil, dass weniger Gewicht benötigt wird und ist gut für Flachdächer mit geringen Traglastreserven geeignet.
Der Nachteil ist, dass die Montage generell aufwendiger ist und die Dachhaut beschädigt wird. Es muss also nach der Befestigung der PV-Anlage auf dem Flachdach eine erneute Abdichtung stattfinden, damit kein Regenwasser durchsickern kann.
Gesamtgewicht Photovoltaik-Flachdach
Pro Kilowatt-Peak wiegt ein Photovoltaik-Flachdach 80 bis 170 kg. Bei einer 10 kWp Anlage entspricht das einem Gewicht von 800 bis 1.700 kg inklusive Beschwerung. Pro Quadratmeter liegt das Gewicht bei 12 bis 33 kg.