Besprechung: Indachsystem Solrif

Kategorie: 01 / 2014, Produkte Udo Siegfriedt (DGS-Berlin)

Das Solrif von Ernst Schweizer ist ein Indachsystem, bei dem die Module die wasserführende Schicht darstellen. Udo Siegfriedt, Gutachter der Deutschen Gesellschaft für Solarenergie Berlin, bewertet einen Testaufbau.

Der Testaufbau fand am 23.01.2014 in Hedingen bei Zürich statt.

Überlappung zweier Modulrahmen. (Foto: Ernst Schweizer AG)

Versuchsdach mit vorhandener Lattung und zusätzlichen Montagebrettern. (Foto: Udo Siegfriedt)

Mit der Montagelehre (links) wird der Bügel genau positioniert. Die Gummilippe, hier des oberen Rahmenprofils, trägt zusätzlich zur Dachdichtigkeit bei. (Foto: Udo Siegfriedt)

Firstbleche und versetzte Montagebügel, Aufbringen der Stoßabdeckung (Foto: Udo Siegfriedt)

(Ausführliche Online-Darstellung. In der Printausgabe finden Sie eine tabellarische Darstellung)

Das System ist seit Ende der 90er Jahre auf dem Markt. Nach Angaben der Ernst Schweizer AG wurden bereits 700 Megawatt Photovoltaikanlagen damit installiert, zum großen Teil in der Schweiz, in Frankreich und in Italien. Die Module basieren auf Standardlaminaten, die mit einem speziellen Rahmen ausgestattet werden. Der Rahmen weist dabei zwei wesentliche Besonderheiten auf. Erstens sind durch die Profilgebung nebeneinander und übereinander liegende Module so ineinander verzahnt, dass eine regensichere Überlappung gewährleistet ist. Zweitens ist der Rahmen als sogenannter 7/8 Rahmen ausgeführt, der einerseits umlaufend die Ziegelfunktion gewährleistet, andererseits aber an der unteren Kante unter dem Glas liegt. Schnee kann so deutlich leichter als bei herkömmlichen Rahmen abrutschen und Verschmutzungen werden durch eine bessere Selbstreinigung reduziert.

Für den Schweizer Markt sind von Schweizer selber rückseitenkontaktierte Sunpower-Module mit schwarzem Backsheet mit einer Modulleistung von 230 Watt erhältlich. Das gleiche Modul wird es in Kürze mit 250 Watt geben. Module mit weißem Backsheet erreichen 245 Watt und sind mit Solrif-Rahmen von Sunpower direkt zu beziehen. Mit normalen kristallinen Zellen wären bei gleichen Abmessungen lediglich 210 Watt möglich. Da der Rahmen prinzipiell an sämtliche Laminate passt und das Profil in beliebigen Längen produziert werden kann, gibt es das Solrif System als OEM Version von anderen Herstellern, die meist ihre eigene Laminate verwenden. Nach Aussage von Schweizer gibt es momentan mehr als 70 Modultypen und 30 Hersteller mit Solrifrahmen am Markt.

Mit dem System können komplette Eindeckungen eines Dachs erfolgen. Bereiche, in denen keine Module eingesetzt werden sollen, können mit Dummys belegt werden. Je nach Qualitätsanspruch sind das bedruckte Glasscheiben, die nahezu gleich aussehen wie ein echtes Modul, oder es werden lackierte Metallplatten gerahmt. Dabei sind auch andere Formen und Abmessungen möglich, so dass das gesamte Dach belegt werden kann und keine weitere Dacheindeckung notwendig ist.

Natürlich kann man den Generator auch innerhalb einer Ziegeleindeckung montieren. Hierzu gibt es ein Basis-Sortiment Anschlussbleche, aus denen umlaufend um den Generator ähnlich wie bei einem Dachfenster eine Einblechung vorgenommen wird. Für Sonderfälle kann der Dachspengler in Kenntnis der Details des Daches einfach weitere Versionen herstellen.

Bauaufsichtliche Zulassung
Das Solrif-System ist von verschiedenen Instituten geprüft worden. So besteht eine Bauartzulassung für Frankreich über den CSTB (Centre scientifique et technologique du batiment: Avis Technique), für das TÜVdotCOM ist das System geprüft worden, das LGA Nürnberg, das auch für bauaufsichtliche Zulassungen zuständig ist, hat eine Systemstatik abgenommen. Ein beim CSTB Nantes durchgeführter Regentest wurde vom TÜV als Nachweis der Regendichtigkeit akzeptiert, Schweizer selbst hat einen Regentest nach prEN15601 an der TU Berlin durchgeführt und die Ergebnisse in die Vorgaben für die Anforderungen an das Unterdach einfliessen lassen. Diese können nun genauso wie Anforderungen an unterschiedliche Ziegeltypen abhängig von der Dachneigung angewendet werden.

Bezüglich den DIBt-Anforderungen zum Brandschutz bei Indachsystemen liegt ein allgemeines bauaufsichtliches Prüfzeugnis (abP P-BWU03-I-16.3.F) der MPA Stuttgart vor. Das System ist hier nach Bauregelliste A, Teil 3, Ausgabe 2013/1, Lfd. Nr. 2.8 als „harte Bedachung“ eingestuft. Die vorhandenen Zertifikate, Prüfzeugnisse und Prüfungen belegen somit die Eignung des Systems.

Die Datenblätter sind im Internet verfügbar, die Montageanleitung für Kunden erst nach einem Einloggen. Die Anleitung ist umfangreich, dennoch überschaubar, und gibt alle notwendigen Hinweise auch bezüglich der Sicherheitsaspekte beim Bau. Die Zeichnungen sind gut erklärend aufgebaut. Sehr schön ist unter Punkt 4.4 die Checkliste, die dem Installateur alle notwendigen Schritte nochmal bewusst macht. Eventuell sollte dies nochmals separat zum Beispiel in Form einer Kurzfassung der Montageanleitung angefügt werden, da viele Installateure Montageanleitungen leider nicht vollständig durchlesen. Am Musterdach in Hedingen werden Schulungen angeboten.

Die Statik für ein konkretes Objekt kann mit der frei verfügbaren Software proSOLRIF vom Kunden selber erstellt werden. Es ist im Kunden-login von Ernst Schweizer zum kostenlosen Download verfügbar. Das Programm ist ein Teilprogramm der Software PV Scout der Münchener Firma Solarschmiede, durch ein kostenpflichtiges Upgrade kann die gesamte Funktionalität von PVScout freigeschaltet werden. Die Berechnungen basieren auf dem aktuellen Eurocode 1, man erhält als Ergebnis Stücklisten und eine genauen Belegungsplan auch für die Einblechung.

Die notwendigen Komponenten neben den Modulen beschränken sich auf erstaunlich wenige Teile, die zudem überwiegend geringe Abmessungen aufweisen und leicht zu montieren sind. Wichtiger Bestandteil, allerdings nicht im Lieferumfang enthalten, ist eine Zusatzlattung oder der Einsatz von Brettern, auf denen Montagebügel und Bleche befestigt werden. Diese soll normalerweise im Rahmen der Dachvorbereitungen von einem Dachdecker angebracht werden.

Probeaufbau
Da die Lattenabstände auf einem Dach vom verwendeten Ziegel abhängen und somit nicht unbedingt zu den Modulabmessungen passen, wird für die Montagebügel eine zusätzliche Latte auf den Konterlatten angebracht.
Innerhalb der Generatorfläche, bei kompletter Belegung auf dem gesamten Dach, können die bisherigen Latten entfernt werden. Am einfachsten ist natürlich die Montage bei einem neuen Dach, da hier im Vorfeld die Solrif Latten entsprechend den Vorgaben angebracht werden können.
Die Montagebretter müssen fachgerecht montiert werden, um später die Kräfte, die auf die PV-Anlage einwirken, an die Konterlatten und Dachsparren weitergeben zu können.

Beginnend auf dem unteren Montagebrett werden nun die Montagebügel angebracht. Hilfreich sind hier eine Richtschnur sowie die von Schweizer erhältliche Montagelehre. Es müssen zwei unterschiedliche Ausführungen der Haken montiert werden, dies ist einmal der Montagebügel Profil, der rechts und links die Modulrahmen hält, sowie der Montagebügel Glas. Letzterer hält aus Statikgründen an der unteren Modulkante das Glas zusätzlich und ist zum Schutz der freien Glaskante mit einem Kunststoff ummantelt. Die notwendige Anzahl dieser Bügel ergibt sich aus der Statikberechung. Die richtige Position der Bügel wird bei Verwendung der Montagelehre automatisch eingehalten. An der unteren Kante wird noch eine Traufschürze mit den Bügeln befestigt, auf der Schürze wird ein Fugendichtungsband aufgeklebt.

Modulmontage
Sobald die unterste Bügelreihe festgeschraubt ist werden die Module eingelegt. Am linken und rechten Ende des Modulfeldes werden auch die Anschlussprofile und -bleche eingelegt. Module und Anschlussprofile müssen dazu einfach in die Montagebügel eingeschoben werden. Der obere Teil der Module liegt auf dem nächsten Montagebrett auf.

Liegt die erste Modulreihe wird die Position der nächsten Bügel wieder mit der Montagelehre festgelegt. Ein Messen oder Ausrichtung mit anderen Hilfsmitteln ist ab jetzt nicht mehr notwendig.

Die Montagelehre sorgt neben der korrekten horizontalen Position auch für einen definierten Abstand des Bügels vom unteren Modul. Dies ermöglicht später eine Demontage der Module durch einfaches herausheben ähnlich wie bei Einlegeprofilen, außerdem können keine temperaturbedingten Spannungen auf die Module wirken. Wird ohne Lehre gearbeitet muss der Installateur selber auf den korrekten Abstand achten.

Die untere Modulreihe ist jetzt komplett montiert. Im Bild ist übrigens auch die Gummilippe des oberen Rahmenprofils zu sehen, die zusätzlich zur Dachdichtigkeit beiträgt.

Wenn die zweite Bügelreihe komplett gesetzt ist erfolgt die Montage weiterer Modulreihen wieder durch Einlegen von Modulen, Blechen und Randprofilen und anschließen dem Setzen der nächsten Bügelreihe mit der Abstandslehre.

Obere Bügelreihe und Firstbleche
Wenn die letzte Modulreihe liegt, werden weitere Montagebügel an leicht abweichenden Positionen montiert. Während am rechten und linken Rand die Bügel wie in den Reihen vorher montiert werden, müssen jetzt an den inneren Modulenden zwei Bügel zur Befestigung der Firstbleche angebracht werden.
Auch die Firstbleche werden wieder in die Bügel eingeschoben und liegen dann am richtigen Platz. Eine Stoßabdeckung dichtet den Zwischenraum zweier Bleche. Da die Bleche immer mit den Abmessungen entsprechend des eingesetzten Moduls geliefert werden, kann prinzipiell ein beliebig großes Modulfeld aufgebaut werden. Notwendig sind hierzu linke und rechte Randbleche und Randprofile entsprechend der Zeilenanzahl, Firstbleche entsprechend der Spaltenanzahl sowie ein linkes und ein rechtes Eckblech.

Nachdem das Modulfeld jetzt komplett belegt ist und alle Bleche liegen, müssen die Bleche noch mit Haften zusätzlich befestigt werden. Anschließend können die Ziegel wieder eingelegt werden, wobei diese ggf. geschnitten werden müssen. Bei guter Planung ist dies lediglich auf einer Seite und ggf. oberhalb des Modulfeldes notwendig. Eine Metallbearbeitung ist nicht notwendig.

Statt eines zeilenweisen Aufbaus wie gerade beschrieben kann auch eine andere Vorgehensweise gewählt werden, sofern die Zugänglichkeit der unbelegten Bereiche gewährleistet ist. Der Einsatz der Abstandslehre erschwert sich allerdings in diesem Fall. Werden Dächer komplett belegt, entfallen einige Arbeiten, am First muss leicht abweichend gearbeitet werden. Auch hierzu gibt es Hinweise in Montageanleitung.

Vor- und Nachteile
Die Modulmontage ist extrem einfach, auch die Einblechung kann ohne größeren Aufwand montiert werden.

Indachsysteme sind ein integraler Bestandteil des Daches, was nicht nur bedeutet, dass ein solches System zusammen mit dem Unterdach regendicht sein muss. Eine fachgerechte Montage ist bei solchen Systemen besonders wichtig. Denn auch wenn die Module bezüglich ihres Brandverhaltens geprüft sind, ergibt sich bei Photovoltaikanlagen nicht zuletzt bei Verkabelungsfehlern prinzipiell immer eine Lichtbogengefahr. Dass die unterhalb der wasserführenden Schicht verlegten Leitungen auch vor anderen Witterungseinflüssen gut geschützt sind erleichtert diese Aufgabe.

Auch bezüglich der Frage der Hinterlüftung weisen Indachsysteme keine wesentlichen Nachteile auf. Untersuchungen zeigen, dass die Temperaturunterschiede bei durchlüfteten Dächern gegenüber aufgeständerten Anlagen sehr gering sind, bei sehr günstigem Aufbau können durch Kamineffekte sogar Vorteile entstehen. Für die meisten Anlagen ist mit einem Ertragsverhalten zu rechnen, dass dem von aufgeständerten Anlagen in Nichts nachsteht.

Vorteile:

  • Extrem einfache Modulmontage, auch die Einblechung kann ohne größeren Aufwand montiert werden
  • Sehr gute Optik, durch geschindelte Module ähnlich einer normalen Eindeckung
  • Eindeckung mit Modulen bis an die Dachränder möglich
  • Lackierte Ausführungen in verschiedenen Farben
  • Bedruckte Gläser als Dummy Module  oder lackierte Blechmodule erhältlich
  • Herstellererfahrungen im Metallbau seit vielen Jahrzehnten, in der Thermie seit einigen Jahrzehnten, in der Photovoltaik seit Ende der 90er
  • 7/8 Rahmen reduziert Verschmutzungsverluste und lässt Schnee leichter abrutschen
  • Alle notwendigen Teile (außer Extralatten und Montagebrettern) werden geliefert
  • Modultausch sehr einfach
  • Module sind eingelegt und dadurch spannungsfrei montiert
  • Durch Abstandslehre einfache Montage der Bügel
  • Einblechung entsprechend der Modulabmessungen. Dadurch ist die Größe des Generatorfeldes ohne großen Aufwand beliebig skalierbar. Sonderbleche sind dennoch möglich, zum Beispiel bei nicht rechteckigem Generatoraufbau
  • Statik Planungssoftware ist für Kunden frei verfügbar, als Upgrade erhält man mit PVScout eine komplette Planungs- und Dokumentationssoftware (kostenpflichtig).
  • Die Montageanleitung ist sehr umfangreich, dennoch gut verständlich.
  • Kombination mit Thermiekollektoren ist mit gleicher Befestigung möglich, auch ein Hersteller für Dachfenster bietet eine kompatible Lösung an.
  • Ab zehn Grad Dachneigung ist eine wasserdichte Integration mit Unterdach gemäß Dachdecker Richtlinien möglich, bei mehr als 22 Grad ist das System sehr gut regendicht. Eine Unterspann- oder Unterdeckbahn ist trotzdem wie bei Ziegeldächern notwendig.

Nachteile:

  • Module basieren zwar auf Standardlaminaten, sind aber durch den Rahmen quasi Spezialmodule
  • Da keine brandhemmende Zwischenlage zum Dachinneren besteht, muss die bei allen PV Anlagen prinzipiell vorhandene Brandgefahr durch eine fachgerechte Montage gering gehalten werden

Mustermontagezeit: 32 Minuten ein Monteur, mit Unterstützung von zwei Begleitpersonen. Dabei waren die Zusatzbretter bereits montiert. Da nur Dummy-Module verwendet wurden, erfolgte keine Verkabelung und die Ziegel wurden nicht umlaufend aufgelegt und auch nicht bearbeitet. Allerdings wurde während der Arbeiten immer wieder ein Arbeitsschritt länger erklärt, da Schweizer das Verständnis des Systems wichtiger war als die Montagezeit, die ihrer Ansicht nach bei Indachsystemen meistens von den Randbedingungen und der Vorbereitung abhängt, weniger von der eigentlichen Verlegung der Module. Würde man alle notwendigen Arbeiten durchführen und stattdessen auf die Erklärungen während des Aufbaus verzichten, kommt voraussichtlich eine vergleichbare Zeit heraus. Wenn ein Dach zuvor erst abgedeckt werden muss verlängert sich die Montagezeit, bei nicht rechteckigem Generator können die Blecharbeiten zeitaufwändig sein.

Fazit
Ein gutes Montagesystem sollte einfach zu montieren sein, dabei wenig Fehlermöglichkeiten aufweisen und nach Fertigstellung ein ansprechendes Gesamtbild ergeben. Gleichzeitig sollte im Falle einer Wartung eine Reparatur einfach möglich sein. Diese Punkte sind alle beim Solrif gegeben.

Die Verwendung von Spezialmodulen, die sich durch das Anbringen des Rahmens an die Laminate ja ergibt, ist dabei nicht wirklich ein negativer Punkt. Dadurch dass jeder Modulhersteller Laminate fertigen kann und der Rahmen von vielen Herstellern in OEM-Versionen eingesetzt wird, kann man auch in einigen Jahren davon ausgehen, dass bei einem Modultausch ein geeigneter Ersatz verfügbar sein wird. Außerdem ist die Ernst Schweizer AG in vielen anderen Produktzweigen aus dem Metallbau tätig, seit vielen Jahrzehnten am Markt. Daher ist die Gefahr sehr gering, dass man in zehn Jahren keinen Ansprechpartner unter ihrer Firmenadresse findet.

Sowohl aus technischer wie aus ästhetischer Sicht ist das Solrif ein System, das kaum Wünsche offen lässt. Vor allem bei vollständiger Dachbelegung ergibt sich ein sehr homogenes Gesamtbild, das auch Anlagen möglich machen könnte, die anders gelöst aus denkmalschutzrechtlichen Gründen problematisch wären. Auch dass das System seit Langem auf dem Markt ist und von vielen Herstellern übernommen wurde, spricht für Solrif. Überlegt im Detail wie beim 7/8-Rahmen, überzeugend im Ganzen, somit ein sehr empfehlenswertes System. Udo Siegfriedt (DGS-Berlin)



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