Der Trend ist deutlich: Im privaten PV-Markt wachsen die ästhetischen Anforderungen der Verbraucher:innen. In den Anfangsjahren haben sich Hausbesitzer:innen für eine Solarstromanlage entschieden, weil sie von einer nachhaltigen Energieerzeugung überzeugt waren. Ihrem Aussehen haben sie wenig Aufmerksamkeit geschenkt. Dank der in den vergangenen Jahren gesunkenen Preise haben sich die Kundenwünsche geändert. Heute erwarten Hausbesitzer:innen von ihrer PV-Anlage nicht nur, dass sie erneuerbare und nachhaltige Energie liefert, sondern auch, dass sie gut aussieht.
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 erfreuen sich beim Privatkundenmarkt immer größerer Beliebtheit.
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 zusammenpassen – nicht nur wegen der Ästhetik, sondern auch aus Gründen der Sicherheit und Effizienz.
Effizientere Zellen und größere Module bestimmen den Markt
Bei der Zelltechnologie hat sich der Markt von BSF-(Back Surface Field)-Zellen zu PERC-(Passivated Emitter and Rear Contact)-Zellen entwickelt. Sie erzielen heute bereits einen Marktanteil von etwa 90 Prozent. Mit einem Wirkungsgrad zwischen 22 bis 24 Prozent stoßen sie jedoch an ihre technologischen Grenzen. Neue Typen kommen auf, zum Beispiel die TOPCon-(Tunneling Oxide Passivation Contact)-Zellen.
Offensichtlich ist außerdem die Entwicklung hin zu größeren Wafern und Modulen mit höheren Leistungsklassen sowie zu bifazialen Modulen. Bis 2010 waren die gängigen Wafer 156 x 156 Millimeter groß (M0-Format). Danach folgte bis 2018 eine Standardgröße von M2 (156,75 x 156,75 Millimeter). Ab 2019 war meist die Standardgröße M3 (158,75 x 158,75 Millimeter) zu sehen. 2021 gewannen die Wafergrößen M6 (166 x 166 Millimeter) und M10 (182 x 182 Millimeter) immer mehr Marktanteile, wobei Letztere in Deutschland aufgrund der Vorgaben bei der maximal erlaubten Modulgröße von zwei Quadratmetern 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 neue Herausforderungen für die Modulmontage in Bezug auf Abmessungen und Durchbiegung (Verformung und Bruch) sowie an die Konstruktion von Klemmen und Halterungen. Dies führt insbesondere im Dachbereich und bei der Verwendung aerodynamischer Systeme zu Einschränkungen.
Flexible Systeme erleichtern Montage unterschiedlicher Modulgrößen
Dem Trend zu immer größeren Modulen folgend können flexible Montagesysteme eine Reihe von Vorteilen bieten. Installateur:innen 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 Millimeter und Breiten von 980 bis 1150 Millimeter verwendet werden können, hat IBC Solar beispielsweise die jüngsten Trends berücksichtigt. Mit dem neuen IBC AeroFix G3 ist es zudem möglich, breite und schmale Bodenschienen im selben System zu kombinieren. Auf diese Weise lassen sich stabilere Dachflächen oder Module mit weniger Ballast wegen der geringeren Flächenpressung mit der günstigeren, schmalen Schiene, der sogenannten Eco-Schiene belegen. Das sorgt nicht nur für maximale Flexibilität, sondern reduziert auch die Materialkosten und damit die Gesamtkosten des Systems. Zugleich ist das Dach sicher ausgestattet.
Jede Dachform stellt andere Anforderungen
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, denn sie reduzieren punktuelle Belastungen. Flachdächer erfordern eine passende Bautenschutzmatte, um das Gebäude vor eindringendem Wasser und die Dachhaut vor Beschädigungen zu schützen. Besonders gut eignen sich Systeme, bei denen die Bautenschutzmatte bereits in die Schienen integriert ist. Bei ihnen sind die Matten so auf den Schienen verteilt, dass sie einen ungehinderten Wasserabfluss gewährleisten.
Schrägdächer finden sich vor allem auf Privathäusern. Bei ihnen steht die Ästhetik stärker im Vordergrund. Zusätzlich zu Trends bei der Systemfarbe, ist eine geschlossene Modulanordnung ein weiterer Faktor für eine ansprechende Ästhetik, die immer mehr Hausbesitzer:innen bevorzugen. Im Falle von möglichen Störfaktoren auf dem Dach, wie beispielsweise Verschattungen, oder bei zu beachtenden Besonderheiten bezüglich Dachausrichtung und -neigung, bietet sich der Einsatz von Mikrowechselrichtern an. Sie lassen sich individuell steuern, sodass bei einer Teilverschattung nur die betroffenen Module weniger Leistung liefern und nicht der komplette String. Auf diese Weise wird der Wirkungsgrad der Anlage nicht beeinträchtigt.
Dachdecker und Solarteure müssen gut zusammenarbeiten
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 lassen sich Module nicht nur quer, sondern auch hochkant montieren. 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 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 Solarinstallationsbetriebe eng zusammenarbeiten. Nur dadurch wird gewährleistet, dass die Garantie des Dachherstellers durch eine PV-Anlage nicht erlischt.
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 in einem Prüflabor zusammen mit den Modulen unter strengen Bedingungen getestet wurde und über eine allgemeine bauaufsichtliche Zulassung oder eine vergleichbare EU-Zertifizierung (ETA) verfügt – was sich dann auch in der Garantie widerspiegeln sollte.
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Bild: IBC Solar
