Montage durch Aufständerung bei Photovoltaik-Anlagen

Der Entschluss ist gefallen und die Photovoltaik-Anlage ist gekauft. Nun geht es darum, dass die Anlage angebracht werden muss. Oftmals wird diese Leistung vom Anbieter übernommen, oder Sie entscheiden sich dafür, die PV-Anlage selbst zu montieren. Egal für welche Variante Sie sich entscheiden, es ist unabdingbar, sich über die Montage von PV-Anlagen ausführlich zu informieren. Wie etwa über die Montagearten.

Montageart: Aufständerung

Die Montageart der Aufständerung von PV-Modulen ist bei Flachdächern üblich, da diese besonders von der Aufständerung der Module für eine optimale Ertragsausbeute profitieren. Bei diesen Dächern überwiegt oftmals die Sorge, dass die Solarmodule nicht im richtigen Winkel zur Sonneneinstrahlung stehen und dadurch die Erträge gemindert werden können. Durch die Neigung der Dachfläche selbst ergeben sich diese Zweifel bei Schräg- oder Pultdächern nicht. Das Flachdach, das, wie das Wort schon sagt, flach ist, eignet sich weniger für die ebenerdige Montage der PV-Module, aber desto mehr für die Aufständerung der PV-Module, da dies optimale Ertragswerte garantiert.

Über die Aufständerung wird bei Flachdach-PV-Anlagen sowie bei Freilandanlagen der optimale Neigungswinkel zur Sonne hergestellt. Außerdem dient die Aufständerung der besseren Belüftung der einzelnen Solarmodule. Dies ist besonders markant, da die Leistung der Photovoltaikanlage bei zu hoher Temperatur leiden kann. Überdies verstärkt sich durch die Schräglage der PV-Module der Selbstreinigungseffekt, sodass Regen und Schnee bei der großen Neigung der Module besser ablaufen können.

Bei der Aufständerung von Photovoltaikmodulen gilt es folgende Aspekte zu berücksichtigen: Da die PV-Anlage durch die Aufständerung anfälliger wird für verschiedene Witterungsumstände, müssen die Solarmodule sehr stabil befestigt werden. Außerdem muss zwischen den Modulen ein ausreichend großer Abstand eingehalten werden, um eine Verschattung der Module zu verhindern.

Aufständerungsarten

Die Photovoltaik-Flachdachmontage bedeutet eine Herausforderung hinsichtlich der Planung der Unterkonstruktion, da zum einen ein möglichst minimaler Eingriff in die Dachabdichtung und -konstruktion vorgenommen werden soll und zum anderen das Dach darüber hinaus ein massives Gewicht tragen können sollte. Ein Montagegestell aus Metall, auf dem die Module befestigt werden, findet am häufigsten Verwendung. Zuweilen ist es notwendig, dieses Gestell zusätzlich mit Betonplatten zu beschweren, um einen sicheren Stand der Anlage zu gewährleisten.

Info: Durch die Mehrbelastung sollte unbedingt die Statik des Gebäudes und die Tragfähigkeit des Daches geprüft werden, bevor eine entsprechende PV-Anlage mit Aufständerung gekauft und montiert wird. Auch zusätzliche Schneelasten und Windkräfte sind bei dieser Prüfung zu berücksichtigen.

Eine weitere Möglichkeit ist die Aufständerung durch dreieckig geformte Wannen aus Kunststoff. Auf der schrägen Seite werden die Module angebracht und auf der unteren Seite erfolgt die Verbindung zum Dach.

Daneben können weitere Aufständerungsarten unterschieden werden:

Aufständerung durch Auflast: Hier wird die durch Aluminiumprofile oder Kiesbettwannen erzeugte Aufständerung durch Gewichte beschwert, womit ein Kippen und Verrutschen der Konstruktion verhindert werden soll. Diese Gewichte schlagen auf dem Flachdach jedoch negativ zu Buche, so dass meist eine verminderte oder gar minimale Auflast als Alternative herhalten muss.
Aufständerung mit verminderter Auflast: Hierbei wird die Aufständerung durch eine Aluminiumkonstruktion erreicht. Diese wird zu größeren Arrays verschraubt, wodurch sich das Gewicht besonders auf die Randbereiche der Dachkonstruktion verteilt und so die Auflast auf die Dachfläche vermindert wird.
Aufständerung mit minimaler Auflast: Um die Auflast noch weiter zu reduzieren, ist eine weitere Maßnahme nötig, die in der Nutzung von Windschotts besteht, die die Sog- und Druckwirkung der Windkraft auf die Modulflächen reduziert. Damit wird die Auflast minimiert.

Vor- und Nachteile der Photovoltaik-Aufständerung

Vorteile der Photovoltaik-Aufständerung	Nachteile der Photovoltaik-Aufständerung
Neigungswinkel und Ausrichtung der PV-Module können frei gewählt werden, da keine Abhängigkeit von einer gegebenen Dachneigung oder sonstigen baulichen Gegebenheiten besteht.	Da eine Verschattung vermieden werden muss, benötigen die PV-Module bei einer Aufständerung mehr Fläche als bei einem herkömmlichen Dach.
Durch die Aufständerung und den nötigen Abstand zwischen den PV-Modulen sind diese leicht zugänglich, etwa für Wartungs- oder Reinigungsarbeiten.	Da die Module witterungs- und windanfällig sind, müssen diese gut befestigt werden. Die Kosten für die Aufständerung liegen zumeist über denen der einfachen PV-Anlagen-Montage.
Die Module werden durch die Aufständerung gut hinterlüftet, wodurch diese besser gekühlt werden und so einen höheren Wirkungsgrad erreichen können.	Im Winter kann bei enormem Schneefall eine Verschattung der PV-Module durch eine Anhäufung von Schnee erfolgen.

Auslegung der Photovoltaik-Anlage

Die Solarzelle hat vier Schichten. Nur die positiv- oder negativ- leitenden Schichten haben einen Halbleiter, der meistens aus Silizium besteht. Aufgrund des photoelektrischen Effekts wird im Halbleiter durch das Absorbieren von Sonnenlicht eine Spannung erzeugt. Gleichzeitig entsteht positiv geladene Energie, die von der negativen getrennt werden muss.

Durch den physikalischen Photoeffekt ist keine nachgeschaltete Dampfturbine zum Erzeugen von Strom notwendig. Die Auslegung der PV-Anlage entscheidet über die Nutzung von Strom für den Eigenbedarf oder für das Einspeisen in das öffentliche Stromnetz.

Die Auslegung der Photovoltaikanlage beeinflusst den Wirkungsgrad

Die Modulflächen sollten nach Süden ausgerichtet sein und einen Einfallswinkel zwischen 30° bis 37° entsprechen. Bei der Photovoltaikauslegung wird zwischen dem Azimutwinkel und dem Neigungswinkel unterschieden, um eine optimale ‚Leistung das ganze Jahr über gewährleisten zu können. Der Azimutwinkel gibt an, wie viel Grad der Kollektor von Süden abweicht. Der Neigungswinkel ist die Abweichung der Module von der horizontalen Linie. Der optimale Wert ist 0° Abweichung von Süden und einen Neigungswinkel von 30°.

Freistehende Photovoltaikanlagen werden mit einem Motor automatisch justiert (Neigung der Sonne und Richtung), um eine optimale Leistung zu erreichen. Bei der Photovoltaikanlagen-Auslegung ist zu berücksichtigen, dass Gleichstrom erzeugt wird. Ein Wechselrichter muss vor dem Einspeisen in das Stromnetz den Gleichstrom in Wechselstrom umwandeln. Dies ist unabhängig von der Größe der Anlage.

Wenn der höchste Wert an Spannung (Volt) und Strom (Ampere) erreicht ist, ist der ideale Zeitpunkt den Strom umzuwandeln. Dieser Wert ist abhängig von der Temperatur in den einzelnen Zellen und dem Typ der installierten Solaranlage. Der Wechselrichter muss korrekt ausgelegt sein, um eine hohe Effizienz beim Umwandeln zu erzielen. Bei der Auslegung ist der Wechselrichter so zu konfigurieren, dass die Intervalle für die Umwandlung immer an der Leistungsspitze erfolgen.