Wie kommt die PV Anlage eigentlich aufs Dach?
Auf den ersten Blick sieht man bei einer Photovoltaikanlage vor allem eins, Module. Doch der wahre Held, ohne den kein Modul auf dem Dach bleiben würde, versteckt sich darunter – die Unterkonstruktion, als Basis jeder Photovoltaikanlage. Durch die Unterkonstruktion werden die PV-Module selbst bei schweren Stürmen an Ort und Stelle gehalten.
Doch wie baut man so eine Unterkonstruktion und ist ein Dach danach überhaupt noch dicht?
Der Aufbau der Unterkonstruktion richtet sich nach der Art des Daches und wird immer individuell angepasst. Man unterscheidet grundsätzlich zwischen Steil - und Flachdächern.
Unterkonstruktion auf Steildächern
Bei Steildächern besteht eine Unterkonstruktion typischerweise aus Dachhaken, Profilschienen, Modulklemmen und einer Menge Schrauben.
Die Unterkonstruktion ist bei einem Steildach etwas aufwendiger als bei einem Flachdach. Der Grund dafür sind die Ziegel. Damit die Solarmodule sicher und stabil an einem Schrägdach montiert werden können, müssen zunächst einige Ziegel entfernt und anschließend zurechtgeschnitten werden.
Um Platz für den Haken zu schaffen, werden bei Betonziegeln die unteren Lippen mit Hilfe einer Flex abgeschnitten. Bei Tonziegeln schlägt man diese Lippen einfach mit einem Hammer ab, was erstens deutlich schneller geht, zweitens weniger Staub verursacht und drittens viel leiser ist. Diese kleinen Durchführungen an den Ziegeln müssen angebracht werden, damit das Dach später dicht bleibt.
Parallel hierzu werden die Dachhaken mit langen Tellerkopfschrauben aus Edelstahl mit den Sparren des Hausdaches verbunden, bevor die Ziegel wieder eingesetzt werden können. Die Sparren sind massive Holzbalken und ein tragendes Element des Hausdaches, weshalb sie das ideale Fundament für eine stabile Unterkonstruktion darstellen.
Sobald alle Ziegel vorbereitet und die Haken gesetzt sind, werden Profilschienen aus Aluminium auf die Dachhaken geschraubt. Diese Profilschienen werden zudem durch Erdungskabel elektrisch miteinander sowie mit dem Fundamenterder des Hausanschlusses verbunden. Abschließend können die Photovoltaikmodule mittels Modulklemmen sicher auf den Profilschienen befestigt werden.
Unterkonstruktion auf Flachdächern
Als Flachdächer bezeichnet man Dächer mit einem Neigungswinkel kleiner als 7°. Die Installation der Photovoltaikmodule sowie der Unterkonstruktion ist in der Regel deutlich einfacher als bei einem Steildach.
Die Unterkonstruktion besteht hierbei aus Stangen und Aufständerungen. Die Aufständerungen werden in die auf dem Dach liegenden Stangen geklippt. Anschließend kann man bereits die Module auflegen und diese mit Hilfe von End- und Mittelklemmen befestigen. Der große Unterschied ist, dass eine Photovoltaikanlage bei einem Flachdach nicht fest im Dach verschraubt wird, sondern nur aufliegt. Um die Module trotzdem zu sichern, werden unter jedem Modul Steinplatten zur Ballastierung eingesetzt. Da die Ecken und Stirnseiten mehr Angriffsfläche für Wind bieten, werden diese mehr ballastiert als die inneren Elemente der Anlage.
Je nach Beschaffenheit des Daches und dessen Ausrichtung, werden die PV-Module im Winkel flach auf dem Dach montiert oder aufgeständert. Als Aufständerung bezeichnet man eine Unterkonstruktion, welche die PV-Module in einem bestimmten Winkel aufstellt. In der Praxis haben sich zwei verschiedene Ausrichtungsarten durchgesetzt: die „Süd-Aufständerung“ und die „Ost-West-Aufständerung“. Bei der Süd-Aufständerung werden alle PV-Module in einem Winkel von 15-30° aufgeständert und nach Süden, also der Himmelsrichtung mit der insgesamt stärksten Sonneneinstrahlung, ausgerichtet. Damit wird der Ertrag eines jeden einzelnen Moduls optimiert. Durch die Aufständerung müssen die einzelnen Modulreihen jedoch in einem Abstand zueinander aufgestellt werden, um sich nicht gegenseitig abzuschatten. Dadurch werden 20 bis 30 Prozent der Dachfläche nicht genutzt.
Möchte man die Dachfläche mit möglichst vielen Modulen belegen, dann nutzt man die Ost-West-Aufständerung. Hier werden die PV-Module flacher aufgestellt und zeigen jeweils zur Hälfte nach Osten und Westen. Zwar ist der Ertrag der Einzelmodule geringer als bei der Süd-Aufständerung, jedoch werden durch die bessere Flächenausnutzung insgesamt mehr Module montiert und mehr Energie erzeugt. Zudem erzeugen Ost-West aufgeständerte Module tagsüber gleichmäßiger Strom: In den Morgenstunden besonders durch die ostwärts ausgerichteten Module und in den Abendstunden durch die westwärts ausgerichteten Module. Dies verhilft in der Regel zu einem höheren Eigenverbrauchsanteil.