Zeit ist nicht alles

Kategorie: 1 / 2013 PVD, Panorama Ina Röpcke

Montagetest: Wie schnell es geht, Module auf einem Dach zu montieren, lässt sich am besten vor Ort feststellen. Gemeinsam mit einer unabhängigen Gutachterin hat pv magazine Deutschland den Montagesystemhersteller ­Renusol besucht und die Zeit für die Montage von acht Modulen auf einem Trapezdach gestoppt. Dazu beurteilte eine Gutachterin das System.

Die Monteure von Renusol legten sich bei der Testmontage ordentlich ins Zeug. Am Ende konnten sie eine Rekordzeit verbuchen, doch ganz ohne Patzer verlief der Aufbau nicht. Foto: Ina Röpcke

Das zweite Modul wird angelegt und unter die Modulhalter eingeschoben. Foto: Ina Röpcke

Andreas Stumpf und Denis Klubertz sind stolz auf ihre Testmontage in Rekordzeit. Foto: Ina Röpcke

Diese Randklemme ist nicht richtig befestigt. Foto: Ina Röpcke

So sitzt eine Randklemme, wenn sie korrekt positioniert ist und die Schraube fest angezogen wurde. Foto: Ina Röpcke

DGS-Gutachterin Eva Schubert (Zweite von rechts) bei der Nachbesprechung der Testmontage von Renusol. Foto: Ina Röpcke

Renusol trat Mitte Mai mit der mutigen Maßgabe an, den letzten Montagerekord von 14 Minuten und 29 Sekunden für acht Module unterbieten zu wollen. Der Kölner Hersteller von Montagesystemen hatte die Testmontage wie ein reales Projekt behandelt und besonders gründlich vorbereitet. Die „technische Projektübersicht“, eine statische Berechnung und eine Detailzeichnung für die Anordnung der Module auf dem Musterdach schickte Marketingleiter Stefan Ast der DGS-Gutachterin Eva Schubert und der Redaktion vorab zu. Am Ende des Montagetests sollte sich herausstellen, dass das Team eine neue Dimension in den Montagetest gebracht hatte, an dem sich seit Herbst fünf Hersteller beteiligt haben. Renusol demonstrierte: Eine kurze Montagezeit ist nicht alles.

Am Tag der Montage machte Ast es spannend. Zwei Stunden hatte er für Vorgespräche eingeplant, bevor es aufs Dach gehen sollte. Daniel Theophil, Leiter des Bereichs Produktmanagement, stellte das 1997 unter dem Namen Econergy gegründete Unternehmen vor. 2004 wurde es in Ubbink Econergy Solar umfirmiert und 2005 als 100-prozentige Tochtergesellschaft in die Centrosolar-Gruppe integriert. Seit 2009 trägt der Montagesystemhersteller, der seinen Firmensitz im Kölner Stadtteil Mühlheim hat, den Namen Renusol. Die Komponenten für die Unterkonstruktion lässt der Hersteller von Zulieferern in Deutschland fertigen, Namen nennt Theophil allerdings nicht. Er präsentierte auch das Montagesystem, das das Team für den Test ausgewählt hatte. Metasole wurde ursprünglich für Industriedächer mit geringen Lastreserven entwickelt und 2011 in den Markt eingeführt. Seither arbeitet Renusol daran, das System weiterzuentwickeln. Ein Fokus liegt dabei auf den sogenannten Klemmfüßen. Diese Schienen sind nur 12,5 Zentimeter lang. „Schienchen will das keiner nennen“, erklärt Theophil, weshalb sich Renusol für die Bezeichnung „Klemmfüße“ entschieden habe. „Wir wollen immer kleiner und schlanker werden“, sagt er und zeigt drei Varianten der Klemmfüße, die im Laufe der Zeit ganz offensichtlich kürzer und dünner geworden sind.

Schuhkarton reicht

Insgesamt sei es das Ziel von Rensuol, die Montage „so einfach und effizient wie möglich“ zu machen. Möglichst wenige Teile sollen angeliefert werden müssen. Wie weit das gehen kann, demonstriert er mit einem Schuhkarton. „Da passen alle Schienen, Klemmen und Schrauben für eine Fünf-Kilowattpeak-Anlage hinein“, sagt Theophil.

Anschließend zeigt er auch noch Renusols webbasiertes Planungsprogramm sowie die Installationsanleitung, die neuerdings fast ausschließlich mit Zeichnungen gestaltet ist. Das Thema Statik wird dann aber abgekürzt, denn nun soll es endlich zur Testmontage in die Trainingshalle gehen.

Gute Voraussetzungen

In dem Trainingsraum hat Renusol eigens für den Montagetest ein Dach aufbauen lassen. Simuliert wird der Aufbau auf ein Pfettendach. Das Trapezblechdach aus Stahl hat eine Neigung von zehn Grad, die Dachfläche ist von allen Seiten gut zu erreichen. Andreas Stumpf, Anwendungstechniker bei Renusol, und Denis Klubertz, Teamleiter im Bereich Produktion, werden die acht kristallinen Module des Typs S 240P60 Professional von Centrosolar montieren. Zwar liefert Renusol auf Wunsch Komponenten für die Verkabelung mit, zum Beispiel Kabelbinder mit Clips. In diesem Fall wurde auf die Verkabelung aber komplett verzichtet.

Mit einer Schlagschnur haben Stumpf und Klubertz schon markiert, wo sie laut Anlagenplanung die Klemmfüße auflegen und die Modulkanten anlegen sollen. Jetzt läuft die Zeit. Schlagartig ist es mucksmäuschenstill, aber die Atmosphäre ist erstaunlich entspannt. Stumpfs erste Aufgabe ist es, die 20 Klemmfüße zu setzen. Er entfernt von jedem Klemmfuß das Papier von den Klebestreifen unter dem drei Millimeter starken EPDM-Gummi und setzt die Schiene auf die Hochsicke.

Klubertz folgt ihm – in der einen Hand die Tasche mit den Schrauben, in der anderen den Akkuschrauber mit Achter-Aufsatz. Während Klubertz noch die Klemmfüße anschraubt, ist Stumpf schon wieder unten angelangt, wo er die Randklemmen inklusive Modulhalter über die Klemmfüße schiebt. Jetzt kommt sein Kollege mit dem ersten Modul dazu. Zusammen legen sie das Modul horizontal auf. Dabei müssen sie besonders exakt sein, denn wenn das erste Modul schief ist, setzt sich das bei den anderen fort.

Sie schieben den Modulrahmen unter den Modulhalter in den Endklemmen, justieren das Modul und legen es ab, anschließend verschraubt Stumpf die Klemmen. Die beiden arbeiten sich zunächst auf der linken Seite von unten nach oben vor.

Als Stumpf die Mittelklemme zwischen dem zweiten und dritten Modul festschrauben will, wofür er auf den Rahmen kniet, droht er, einen Moment die Balance zu verlieren. Nun ist die Anspannung doch zu spüren. Kein Wunder, denn das Tempo ist trotz aller Ruhe enorm. Nach fünf Minuten und 56 Sekunden liegen die ersten vier Module. Schnell sind auch die anderen vier Module montiert. Dann heißt es nur noch, die oberen Endklemmen befestigen. Fertig ist der Testaufbau!

Neun Minuten und drei Sekunden haben Stumpf und Klubertz gebraucht. Das ist der neue Rekord und eine erstaunlich kurze Zeit – heißt es doch, dass sie für jedes Modul nur etwa eine Minute benötigt haben. Davon ist auch DGS-Gutachterin Eva Schubert beeindruckt. „Das ist ein schönes, leichtes System“, so ihre erste Reaktion.

In der Nachbesprechung hebt sie die Materialeinsparung lobend hervor. „Durch die kurzen Schienen und Klemmen, die so dünn wie möglich sind, können Geld und Gewicht eingespart werden, auch beim Transport.“ Die Installateure müssten außerdem nicht mit zu vielen Einzelteilen auf dem Dach hantieren.

Auch wenn bei Metasole wenige Einzelteile und Arbeitsschritte nötig sind: Fehlerquellen bei der Montage gibt es trotzdem. Zum Beispiel können die Klemmfüße schief aufgelegt sein. Wenn ein Klemmfuß mal falsch angebracht sei, könne er wieder losgeschraubt und neu positioniert werden, sagt Stumpf. Die abgedichteten Schrauben übernehmen dann den Verschluss des Loches. In der Summe gebe es aber wenige Möglichkeiten, Fehler zu machen, betont Stumpf.

Doch dann kommen bei dieser Anlage – nach genauem Hinsehen – doch noch kleine Montagemängel zum Vorschein. Bei einer Mittelklemme ist die Schraube nicht angezogen. Monteur Stumpf erklärt das damit, dass der Akkuschrauber aus Versehen in die falsche Richtung drehte und sie wieder löste. Er wollte den Arbeitsfluss nicht aufhalten und machte einfach weiter. Außerdem waren zwei Endklemmen am oberen Ende der Anlage nicht festgezogen.

Doch das ist genau das, was in einem realen Fall nur allzu schnell passieren kann. Bei dem Kostendruck, der in der Photovoltaikbranche herrscht, soll nicht nur die Unterkonstruktion möglichst günstig sein, auch die Montagezeit wird knapp kalkuliert. Die Monteure stehen unter hohem Zeitdruck. Da kann es schnell passieren, dass sich Nachlässigkeiten einschleichen.

Der Montagetest bei Renusol hat somit nicht nur ein sehr gutes Ergebnis gezeigt, wobei die Dauer der Montage aufgrund der unterschiedlichen Voraussetzungen bei den Dächern nicht vollständig ­vergleichbar ist (siehe das Interview mit Udo Siegfriedt auf Seite 40). Er hat zugleich auch einen Bezug zur Realität hergestellt. Durch den hohen Kosten- und Zeitdruck steigt die Gefahr von Montagemängeln. Davor schützen selbst ein schnell zu montierendes System sowie eine gründliche Vorbereitung des Herstellers nicht

Anmerkungen der Gutachterin der Deutschen Gesellschaft für Sonnenenergie e. V. (DGS LV Berlin Brandenburg e. V.)

Montagesystem: Metasole von Renusol

Im Schulungszentrum der Renusol in Köln ist am 14. Mai 2013 der bisherige Montagerekord gebrochen worden. Das Zentrum befindet sich neben dem Komponentenlager der Firma und verfügt über drei Montageübungsdächer. Der Testaufbau des Systems Metasole erfolgte auf einem gering geneigten Dach (10 °) mit Trapezblecheindeckung. Aufgabe war es, zweimal vier Module horizontal übereinander zu montieren. Die geringe Neigung und der umgebende Holzsteg erleichterten die Montage.

Das Montagesystem Metasole ist seit 2011 auf dem Markt und verfügt über eine Produktgarantie von zehn Jahren. Es ist für Trapezblecheindeckungen mit einer Hochsickenbreite ab 20 mm geeignet und lieferbar in Aluminium pressblank. In den Hochglanzbroschüren von Renusol kommt das System, das aus 12,5 cm kurzen Schienen mit End- und Mittelklemmen besteht, mit dem Spruch „Das ist alles“ sehr markig daher.

Komponenten

Die Basis des Systems ist der sogenannte Klemmfuß, eine profilierte U-Schiene aus Aluminium mit einer Wandstärke von ca. 2 mm. Auf der Schienenunterseite ist ein EPDM-Trenner aufgebracht, auf dem sich ein Klebestreifen befindet, der die einfache Fixierung auf den Hochsicken ermöglicht. Diese Schiene wird mit zwei nicht spanenden Edelstahlschrauben rechtwinklig oben auf die Hochsicke geschraubt. Auf den Klemmfuß werden die Modulklemmen, ebenfalls aus Aluminium, aufgeschoben oder eingeklickt. Die derart für die Montage vorbereiteten Mittelklemmen sitzen mit einer geringen Spannung auf den Schienen, so dass die positionierten Klemmen nicht abrutschen und vom Dach fallen können. Die Endklemmen sitzen spannungsfrei auf der Schiene, so dass, besonders bei stärker geneigten Dächern, mit geeigneten Maßnahmen ein Abrutschen vermieden werden muss. Eine passende Abrutschsicherung wird vom Hersteller nicht angeboten. Jedes Modul wird an vier Stellen an den langen Seiten befestigt. Die Kraftübertragung ist daher punktförmig.

Ein wesentlicher Bestandteil des Systems ist die nicht spanende Dünnblechschraube, für die die allgemeine bauaufsichtliche Zulassung des Deutschen Instituts für Bautechnik laut Aussage des Herstellers vorliegt. Ein Vorbohren ist nicht nötig. Beim Befestigen dieser Schraube entstehen keine Metallspäne, die zu Korrosion führen könnten, wenn sie auf einem Blechdach verbleiben. Für eine weitere nicht spanende Schraube, die auch die Montage auf dünneren Trapezblechen (0,4 mm Stärke) erlaubt, ist die bauaufsichtliche Zulassung beantragt, aber noch nicht abgeschlossen. Daher wird für diese Stärke eine spanende Schraube eingesetzt. Dem Hersteller zufolge liegen alle benötigten statischen Zulassungen und Berechnungen für die Einzelteile des Montagesystems gemäß den aktuellen Vorschriften vor.

Entsprechend der Blechstärke und dem Material werden drei verschiedene Schrauben eingesetzt, die unterschiedliche Köpfe aufweisen, was der leichten Unterscheidung dient.

Montageanleitung

Datenblätter und Montageanweisungen von Metasole sind im Internet verfügbar. Da der Hersteller das System in vielen europäischen Ländern und den USA vertreibt, hat er sich für eine nonverbale Anleitung entschieden, um schnell auf neue Märkte reagieren zu können. Der Aktualisierungsaufwand und die Übersetzungskosten werden dadurch niedrig gehalten. Die Sicherheitshinweise im Anfang der Anleitung sind allgemein gehalten, was die Übertragbarkeit auf andere Länder erleichtert. Aus diesem Grund sind auch die nationalen statischen Vorgaben nicht aufgeführt. Die Notwendigkeit, dass das Gebäude und die Dachhaut die auftretenden Kräfte sicher aufnehmen müssen, ist zwar in der Montageanleitung enthalten, kann aber leicht übersehen werden.

Renusol gibt einen Standard-Klemmbereich für Module an. Allerdings fehlt der Hinweis, dass dieser vom jeweiligen Modulhersteller festgelegt wird und bindend ist.

Die benötigten Werkzeuge werden in der Anleitung benannt. Insgesamt sind nur sehr wenige, da neben den kurzen Schienen und Dünnblechschrauben nur noch die vormontierten Modulklemmen befestigt werden müssen. Akkuschrauber mit Drehmomenteinstellung und ein bis zwei Bits, Zollstock und Schlagschnur sind ausreichend. Spezialwerkzeug und Montagehilfen werden nicht benötigt, bei größeren Anlagen sind Abstandslehren aber sinnvoll. Sie müssen aber vom Kunden selbst gefertigt werden. Bei der Testmontage erstaunt, wie wenig Material die beiden Monteure mit aufs Dach nehmen müssen. Alle Arbeitsschritte sind in der Anleitung bildlich und für technisch Versierte leicht nachvollziehbar dargestellt.

Online-Planungstool

Genauere Angaben zur Statik und den eingehaltenen Normen und Regeln werden im Online-Auslegungstool „PV-Konfigurator“ bereitgestellt. Das Dimensionierungstool steht Kunden nach der Registrierung kostenlos zur Verfügung. Nach Aussage des Herstellers wird nach den aktuellen Vorgaben gerechnet. Das Programm bietet eine Projektberechnung für die meisten europäischen Länder. Für alle Länder, für die die nationalen Anhänge noch nicht integriert sind, wird nach Eurocode gerechnet. Somit können Projekte an jedem Standort der Welt berechnet werden.

Entsprechend dem Standort, der Geländekategorie und der Topologie werden Wind- und Schneelasten berechnet. Eigene Eingaben wie die durchschnittliche Windgeschwindigkeit sind möglich. Das ist ein Vorteil bei der Berechnung für außereuropäische Standorte. Die Lastannahmen trifft hier der Nutzer. Die projektbezogenen Berechnungen weisen Druck- und Sogbelastungen auf die Dachbereiche und die Belastungen auf die Modulhalter aus. Die Randbereiche des Daches werden getrennt berechnet. Ergibt die Berechnung eine Überlastung der standardmäßigen vier Klemmpunkte je Modul, so wird dies angezeigt und gleichzeitig die ermittelte Anzahl der benötigten Klemmpunkte mit korrigierter Berechnung ausgegeben. Erstellt wird eine Projektdatei mit Zeichnung und Stückliste. Die Erstellung eines Angebotes und die Bestellung sind direkt aus der Berechnung möglich.

Renusol bietet auch Montageschulungen an, von denen die erste immer kostenlos ist. Auf Wunsch betreuen Mitarbeiter von Renusol auch die Erstmontage.

Montage

Die untere Modulreihe bestimmt die Position sämtlicher Module. Entsprechend sorgfältig muss die Position der ersten Reihe rechtwinklig zum Dachrand ausgeführt werden. Dabei ist auch darauf zu achten, dass die Klemmfüße, wie auch bei anderen Systemen, nicht im Bereich der Verschraubungen des Trapezdachs montiert werden.

Die Fixierung der Klemmfüße erfolgte bei der Testmontage an den bereits vorher ausgemessenen Stellen des Daches. Die Befestigung mit Hilfe des unterseitigen Klebestreifens ist bei verschmutzten Dächern schwierig. Alternativ können die Klemmfüße direkt verschraubt werden. Anschließend werden die unteren Endklemmen positioniert und das erste Modul aufgelegt. Die elektrische Verbindung der Module, die nur während der Montage erfolgen kann, wird bei der Testmontage nicht hergestellt. Renusol bietet für die Leitungsverlegung UV-stabile Clips mit Kabelbindern, die an den Modulrahmen befestigt werden können, um das Aufliegen von Leitung und Steckern auf der Dachhaut zu vermeiden. Leider wird weder in der Montageanleitung noch im Produktvideo auf die Leitungsverlegung eingegangen.

Das zweite Modul wird oberhalb des ersten in die Mittelklemmen eingesetzt. Vor dem Anschrauben der Mittelklemmen ist genau darauf zu achten, dass die mittlere Vertiefung der Klemmen vollständig zwischen den Modulrahmen sitzt.

Allgemeines

Soll das Metasole-System auf Sandwichdächern eingesetzt werden, so muss eine produktspezifische Freigabe des Herstellers eingeholt werden. Befürchtet wird ein Ablösen der Trapezbleche von den darunter angebrachten Isolierschichten an den Befestigungsstellen. Wenn der Hersteller keine Freigabe erteilt, kann bei derartigen Dächern nur mit Stockschrauben gearbeitet werden.

Die ansonsten eingesetzten filigranen Modulklemmen erlauben die Montage von gängigen gerahmten Modulen mit einer Rahmenhöhe von 30 bis 50 mm.

Da die Schrauben den leitenden Kontakt mit dem Blechdach herstellen, ist eine zusätzliche Erdung der einzelnen Klemmfüße nicht notwendig.

Durch die Einsparung der langen Montageschienen erreicht nur die Montage auf ebenen Dächern ein einheitliches ebenes Bild. Der Abstand zwischen Modul und Dach ist geringer als bei den meisten Systemen mit Schienen, was die Hinterlüftung verringert. Die Ablagerung von Laub und Schnee kann zu unzulässigen Belastungen an den Leitungen führen. Der zulässige Abstand zur Tiefsicke wird aber nicht unterschritten.

Eine mögliche Fehlerquelle bei dem System sind nicht rechtwinklig zum Modul befestigte Klemmfüße, so dass Modulklemmen nicht vollständig am Modulrahmen anliegen könnten. Wird ein Klemmfuß nicht mittig zum Modulrand gesetzt, sitzt also die Modulklemme am Ende des Klemmfußes, stellt das kein Problem dar. Die statische Berechnung wird auch für den Endbereich der Klemmfüße durchgeführt. Insgesamt beeindruckt das System durch einen durchdachten und sparsamen Materialeinsatz sowie eine schnelle, unkomplizierte und relativ fehlertolerante Montage.

Eva Schubert (DGS LV Berlin Bandenburg)


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