Auf Feld und Brache

Sven Ullrich

Wenn es um effiziente und haltbare Photovoltaikanlagen geht, schauen viele Investoren primär darauf, moderne und leistungsfähige Module möglichst preiswert einzukaufen. Nur selten kommt die Unterkonstruktion in den Blick. Dabei ist sie das Element, das die Module über 20 und mehr Jahre sicher tragen soll. Tut sie das nicht, können die Paneele noch so effizient sein, die Anlage liefert trotzdem nicht die prognostizierten Erträge.

Zudem ist die Unterkonstruktion und vor allem deren Errichtung inzwischen einer der zentralen Kostenfaktoren bei der Errichtung der Anlage, nachdem die Preise für die Solarmodule in den Keller gerutscht sind. Deshalb gilt: Montagesysteme müssen so konzipiert sein, dass sie schnell, einfach und gleichzeitig flexibel errichtet werden können.

Preisgekröntes System erleichtert Montage

Die hohe Montagegeschwindigkeit gilt im Freiland inzwischen als einer der zentralen Faktoren für die Investitionskosten. Die Bautrupps müssen die Anlagen schnell aufbauen und gleichzeitig die Qualität der Montage hochhalten. Außerdem wird es für die Projektierer immer schwieriger, ausreichend Fachkräfte für die Montage zu finden.

Das war der Ansatz, den die Entwickler von Goldbeck Solar bei der Schaffung von Heliomatix angetrieben haben. „Bisher ist der Bau von Solarparks stark von Handarbeit geprägt. Mit Heliomatix übertragen wir Prinzipien aus der industriellen Fertigung auf die Baustelle – also Standardisierung, Taktung und Automatisierung“, erklärt Ralf Stein-
heisser, Leiter Innovation und Technologie bei Goldbeck Solar.

Skalierbare Montageprozesse

Auf der Intersolar in München stand Heliomatix auf dem Messestand von Goldbeck Solar im Mittelpunkt. Bei dem Ansatz handelt es sich um eine Montageroutine, die nur mit wenigen Installateuren auskommt. Denn Goldbeck Solar hat eine Vormontage der Modultische am Fließband in großen Containern untergebracht, die am Rand der Fläche aufgestellt werden.

Nachdem die Modultische komplett fertig in den Containern montiert wurden, werden sie übereinanderliegend auf ein Transportfahrzeug geladen. Dieses fährt autonom zum Platz, an dem die Modultische montiert werden sollen. Dort hebt ein umgebauter Raupenbagger die Modultische vom Transportfahrzeug und legt sie auf die vorbereiteten Montagepfosten. Danach muss nur noch ein Mitarbeiter die Tische befestigen. Damit schafft Goldbeck Solar skalierbare Prozesse, die weniger abhängig von volatilen Ressourcen oder der Witterung sind, wie es Ralf Steinheisser ausdrückt.

Bisher ist der Bau von Solarparks stark von Handarbeit geprägt. Wir übertragen Prinzipien aus der industriellen Fertigung auf die Baustelle.

Einen solchen skalierbaren Prozess hat auch MKG Göbel mit der Montage 2.0 für sein Freilandsystem GMS Max entwickelt. Dabei werden die Modultische am Rand des Baufeldes auf einer mobilen Montageplattform zusammengebaut. Dazu werden zwei Modulträger auf die vorher auf den gerammten Montagepfosten befestigten Längsträger geschraubt. Danach schieben die Handwerker die Module von unten ein und befestigen sie mit den Klemmen. Die Module liegen dabei griffbereit auf der Montageplattform.

Ist alles verschraubt, schieben die Handwerker den fertigen Anlagenteil einfach auf dem Längsträger in das Feld hinein. Denn die Modulträger sind auf Rollen gelagert. An der Endposition angekommen, werden sie mit einem speziellen Hebelwerkzeug von den Rollen gehoben.

Optimale Lagerung der Module

Neben diesem Ansatz stand auf dem Messestand von MKG Göbel aber ein anderer Schwerpunkt im Fokus. „Denn der zentrale Treiber in der Weiterentwicklung von Montagesystemen ist aktuell die konsequente Kostenreduktion – insbesondere vor dem Hintergrund immer größerer Solarmodule“, erklärt Marco Göbel, Geschäftsführer von MKG Göbel.

Deshalb hat das Unternehmen sein Freilandsystem GMS Core gezielt daraufhin weiterentwickelt. „Wir haben das System konsequent darauf ausgelegt, Materialeinsatz und Montageaufwand weiter zu reduzieren, ohne Kompromisse bei Stabilität und Funktionalität einzugehen“, sagt Marco Göbel. Diese Stabilität erreicht MKG Göbel mit torsionssteifen Trägern. „Damit ermöglichen wir eine optimale Lagerung der Module bei gleichzeitig reduziertem Materialeinsatz“, erklärt der MKG-Chef.

Profile widerstehen Verdrehungen

Denn diese torsionssteifen, geschlossenen Stahlträger reduzieren im Vergleich zu offenen Trägern im C-Profil die Sicherheit von solaren Freiflächenanlagen und damit die wirtschaftlichen Risiken. Sie verhindern die sogenannte Torsionsaussteifung der Träger über die Solarmodule. Die torsionssteifen Profile widerstehen der Verdrehung, halten die Lasten im Profil und stabilisieren die Module an der Kontaktstelle, statt sie zusätzlich zu belasten.

Das GMS Core ist für große und kleine Süd- oder Ost-West-Anlagen geeignet. Mittels einer Ausgleichswippe ist es seitlich flexibel, und so passt sich das System ans Bodenprofil an. Zusätzliche Flexibilität bieten eine integrierte Höhenverstellung und ein stufenlos einstellbarer Neigungswinkel.

Für große Anlagen hat K2 Systems auf seinem Messestand ebenfalls eine Lösung ausgestellt. Das Pi-Rack ist für die Montage großer Freilandprojekte konzipiert. Damit reagiert das Unternehmen auf den sich verändernden Markt, der derzeit von der Installation von Freilandanlagen getrieben wird.

Das Pi-Rack ist ein Stahltragwerksystem, das sich projektabhängig konfigurieren lässt. Im Mittelpunkt stehen dabei die hohe Tragfähigkeit, langlebige Materialien und eine schnelle Montage. Dazu nutzt K2 Systems ein Einschubprofil. Wie der Name schon sagt, werden die Module nicht mehr auf Montageschienen aufgelegt, sondern von unten eingeschoben und danach mit den Klemmen fixiert. Um auch dies zu vereinfachen, werden die Klemmen schraubenfrei und von unten festgezogen.

Wir haben das System konsequent darauf ausgelegt, Materialeinsatz und Montageaufwand weiter zu reduzieren, ohne Kompromisse bei Stabilität und Funktionalität einzugehen.

Kabel organisiert verlegen

Um Material einzusparen, sind nur die jeweiligen Endschienen der Modultische einseitig. Dazwischen nutzen die Handwerker zweiseitig Einlegeschienen, die jeweils zwei Module gleichzeitig aufnehmen. Die Kabel werden in den Pfetten oder entlang der Sparrenprofile verlegt. Das sorgt für eine strukturierte Verlegung, schützt die Leitungen und erleichtert Wartungsarbeiten. „Wir haben Pi-Rack so entwickelt, dass es die technischen und logistischen Anforderungen großer Freiflächenanlagen optimal unterstützt“, erklärt Katharina David, Geschäftsführerin von K2 Systems. „Weniger Bauteile, geringer Werkzeugbedarf und Anpassungsmöglichkeiten an Gelände und Modultypen fördern schnelle Arbeitsabläufe.“

Lorenz hat ebenfalls ein Freilandsystem entwickelt. Das System kommt komplett ohne Rammung oder andere Fundamentierung aus. Denn das Aero Terra steht auf speziellen Stützen mit Bodenfüßen, die mit standardisierten Gehwegplatten ballastiert sind. Diese Gehwegplatten werden hochkant mit Steinkrallen an den Stützen fixiert. Dadurch wird es möglich, die Fläche unter der Anlage mit einem gängigen Mähroboter zu pflegen, ohne dass dieser sich festfährt.

System für sensible Flächen

Auf den Stützen befestigt der Handwerker das Flachdachsystem Lorenz Aero, das selbst sehr einfach gehalten und dank einer vollständigen Vormontage schnell installiert ist. Der Monteur muss nur die Bodenschienen des Systems auf die Pfosten schrauben. In diese sind schon die Modulaufständerungen integriert, die der Handwerker nur ausklappen muss, um die Module zu befestigen.

Ursprünglich wurde das Aero Terra für kleinere Restflächen konzipiert. Doch bei den ersten realisierten Projekten hat sich gezeigt, dass sich das System für sensible Standorte wie ehemalige Deponien, Wasserschutzgebiete, Pachtflächen oder zeitlich begrenzte Projekte hervorragend eignet. Denn da das System ohne Rammung auskommt und so nicht in den Boden eingreift, fallen aufwendige Bodengutachten und Proberammungen weg. Unter Umständen kann sich der Projektierer sogar eine Baugenehmigung sparen. W