Ästhetisch und funktional

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„Kabelführung ist absolut kein Thema. Die Stecker kann man gar nicht verwechseln“, sagt Fritz Heitkamm, Geschäftsführer eines westfälischen Familienbetriebs für Dachbedeckung in fünfter Generation. „Die Herausforderung bei der photovoltaischen Indachlösung liegt in der Unterkonstruktion. Die muss absolut eben ausgeführt werden, damit die Module nicht unter Spannung geraten.“ Selbst beim Neubau sei eine ebene Unterkonstruktion nicht selbstverständlich, weiß Heitkamm aus Erfahrung. An Produktneuheiten für die Indachmontage mangele es nicht. Da sei es eher schwer, immer den Überblick zu behalten.

Tatsächlich ist die Auswahl an Systemen für die Indachmontage vielfältig. In den letzten zwei Jahren haben etliche Firmen neue Produkte für die architektonische Dachintegration entwickelt. Diese Systeme integrieren Laminate oder Standardmodule, werden auf Aluminiumprofilen, Holzlatten oder Fiberglas befestigt und sind als wasserführende Schicht oder mit dichter Unterkonstruktion auszuführen, geeignet für flachere oder sehr steile Dachflächen. Egal ob Schiefer, Ziegel oder Zink die Krone eines Hauses bedecken – photovoltaische Indachsysteme können neben all diesen Materialien bestehen oder diese sogar komplett ablösen. Auf geneigten Dächern können Solarmodule bündig in die Dachhaut integriert werden. Die Anlage nimmt dann Stelle und Funktion der eigentlichen Bedeckung ein. Sie schützt das Haus vor Witterungseinflüssen und produziert nebenbei Strom. Neben einer ansprechenden Optik hat die Indachmontage auch konstruktive Vorteile. Dem Dach werden keine zusätzlichen Lasten aufgebürdet, Anschlüsse und Kabel sind besser geschützt. Es ist allerdings wichtig, eine gute Hinterlüftung der Anlage sicherzustellen, besonders wenn die Module mit kristallinen Siliziumzellen bestückt sind. Denn deren Leistung sinkt mit zunehmender Temperatur.

Bei der Auswahl der Produkte steht für Fritz Heitkamm die Dichtigkeit der Dachhaut sowie das Erscheinungsbild im Vordergrund. Auch wenn Material eingespart wird, bringe die Installation einer Photovoltaik-Indachanlage in Deutschland, rein wirtschaftlich betrachtet, in den meisten Fällen keinen Vorteil im Vergleich zur Aufdachanlage. Trotzdem würde der Ahlener Bauingenieur jedem Bauherrn, der neu baut oder ein bestehendes Dach saniert, zu einer Indachanlage raten.

Bewährte Montagesysteme

Eine sehr homogene schwarze Oberfläche bildet das in diesem Jahr eingeführte Indachsystem von Sulfurcell. Der Berliner Modulhersteller greift für die Integration seiner CIS-Module auf ein bewährtes Montagesystem zurück. Vor rund zehn Jahren hat die Firma Schweizer Metallbau aus Hedingen bei Zürich das PV-Befestigungssystem Solrif entwickelt und liefert die dafür kompatiblen, auf Sulfurcell-Modulmaße abgestimmten Rahmenkomponenten vom Typ Solrif XL. Sulfurcell rahmt seine Indachmodule in der eigenen Fabrikation. Die schmalen Aluminiumrahmen bilden jeweils an der rechten und linken Seite der Module Profile aus, die bei der Montage ineinandergreifen wie Dachziegel und damit die Dichtigkeit des Systems gewährleisten. In vertikaler Richtung sind die Elemente gegeneinander verschiebbar. Durch diese Montageanordnung kann jedes Modul einzeln herausgenommen und ausgewechselt werden.

Das Befestigungssystem sieht für die Module nur noch die so genannten Haken vor. Befestigt an waagerechten Hilfslatten, werden die Module hier lediglich eingeklinkt. Pro Modul sind drei Haken notwendig, die mit dem darauffolgenden Modul geteilt werden, also pro Modul in einem Verbund lediglich anderthalb Haken. Die Modulreihen werden schindelartig verlegt. Individuell sollte bauseits die notwendige Einblechung bestimmt werden. Auf Wunsch bietet die Firma Schweizer eine vorgefertigte Einblechung an. Auch die Hamburger Centrosolar AG setzt bei ihren Biosol Indachmodulen auf Solrifrahmen.

Als eine 100-prozentige Tochter der Conergy AG vertreibt die Mounting Systems GmbH seit Anfang September eigenständig deren Gestellsysteme. Bereits seit 1996 auf dem Markt, hat sich das Solardach III von Mounting Systems, ebenfalls ein Indachsystem für Laminate, aufgrund seiner Dichtigkeit und einfachen Montage bewährt. Die ungerahmten Module werden auf Aluminiumprofilen mit EPDM-Dichtungen in Schindelbauweise verlegt. Die Paneele sind nicht mit der Unterkonstruktion verschraubt und können sich daher im System spannungsfrei ausdehnen. Über drei Ablaufrinnen im Profil fließt das Regenwasser ab. Voraussetzung ist natürlich eine fachgerechte Montage. Darauf weist der Hersteller im Datenblatt ausdrücklich hin „Da es sich um ein sehr hochwertiges Dach handelt, muss man besonders genau arbeiten“, sagt Steffen Wagner, Geschäftsführer von Alternative Energiesysteme Wagner aus Choren in der Nähe von Dresden. Seine Mitarbeiter haben schon rund ein Megawatt mit dem Solardach III installiert. Rahmenlose Module sind schwieriger zu bekommen und in der Handhabung aufwändiger, da man auf die ungeschützten Kanten achten muss. Auch Wagner weist auf die Notwendigkeit einer sehr gut ausgeglichenen Unterkonstruktion hin. Das sei auch bei einer Dachsanierung möglich. Weil rahmenlose Module edler aussehen als integrierte Standardmodule, setzt er sie vorwiegend auf Wohnhäusern ein. Auf großen Scheunendächern kommen die schneller zu montierenden Standardmodule zum Einsatz.

Dafür eignen sich Systeme wie Solardelta von Mounting Systems oder auch Intersole von Ubbink. In beiden Systemen wird eine wasserführende Schicht in Form von Wellplatten unterhalb der Module verlegt. Bei Ubbink sind diese in Hochdruckpolyethylen ausgeführt und wie Dachziegel in die Lattung eingehängt. Auf die Kunststoffplatten wird ein Aluminiumanker angelegt und mittels Schrauben durch diese hindurch an den Dachlatten oder Dachbalken festgeschraubt. Die Anker tragen Aluminiumschienen, auf denen die Module befestigt werden. Gleichzeitig dienen sie dem Installateur bei der Montage als Stufen.

Fenster inklusive

Komplettdachlösungen inklusive Dachfenster und Blindelemente bieten seit 2006 die Firmen Roto und Systaic an. Sowohl in Deutschland als auch in Frankreich von Architekten und potenziellen Bauherrn preisgekrönt wurde das Systaic Energiedach, da es optisch einiges hermacht. Mit seiner quadratischen Energieeinheit, der kabellosen Montage und der homogenen, matten Oberfläche hebt es sich von vergleichbaren Produkten ab. Die Energieeinheit besteht aus einem in eine Stahlform eingepassten und mit Polyurethan umschäumten PV-Laminat, das zusätzlich mit einem vier Millimeter starken Antireflexglas verkapselt ist. Ohne den Einsatz von Kabeln oder Schrauben kann der Monteur die Module befestigen und verschalten. Es entsteht eine glatte Oberfläche ohne Kanten, an denen sich Schmutz sammeln könnte. Allerdings hat das System eine entscheidende Schwachstelle: Es kann noch nicht als dichte Dachhaut eingesetzt werden wie das Sunroof von Roto. Vor der Montage muss der Dachdecker ein dichtes Folienunterdach erstellen. Hier besteht noch Entwicklungsbedarf.

„Architektonische Qualität“

Ein anderes Indachprodukt erhielt den Innovationspreis der Kategorie „Produkte von hoher architektonischer Qualität“ bereits 2002. Rheinzink fertigt im münsterländischen Datteln das Quick Step-Solar PV auf Grundlage des horizontal ausgerichteten Zinkdachs Quick Step. Die Doppelglasmodule mit monokristallinen Zellen sind mit transparentem Kleber vollflächig mit den Zinkelementen verklebt. Das Treppendach kann schon ab einer Dachneigung von zehn Grad eingesetzt werden. Damit ist es auch für den südfranzösischen Markt interessant. In Frankreich erhalten Anlagenbetreiber einer architektonisch integrierten Solarstromanlage insgesamt eine Vergütung von 0,55 Euro pro eingespeister Kilowattstunde. Doch die meisten Indachprodukte sind nicht für flache Dächer, wie sie in Südfrankreich üblich sind, zugelassen, da die Hersteller die Dichtigkeit nicht garantieren können.

Kleiner und kompakter als das Vorgängersystem Indax-250 sind die Solarmodule Indax-V-175, die Schott Solar aus Alzenau seit 2007 vertreibt. Wie der Name schon sagt, erzeugen die 85 auf 170 Zentimeter großen Module 175 Watt Leistung. Durch den Einsatz von Standardmodulen konnte Schott die Produktionskosten im Vergleich zum Vorgängermodell senken und die gängigen Dachflächen mit drei Modulreihen besser ausnutzen. Der hölzerne Grundrahmen der Solarmodule wird über Winkelverbinder auf die Dachlatten geschraubt. Das Konstruktionsprinzip mit geschindelter Modulanordnung wurde beibehalten. Dabei konnten die Konstrukteure die Anzahl der Teile des Bausatzes reduzieren. Die Hinterlüftung, die über die Aufbauhöhe gesichert ist, wurde ebenfalls verbessert. Dafür werden an der Dachtraufe ein Lochblech und am First Abluftöffnungen integriert, die im Bausatz enthalten sind.

Penible Arbeit notwendig

Auch Lars Waldmann von Schott Solar muss auf die Kompetenz der Handwerker vertrauen. „Es liegt in der Verantwortung des Dachdeckers, die Öffnungen ordnungsgemäß einzubauen, um einen Kamineffekt sicherzustellen.“ Fest eingebaute Photovoltaikanlagen werden im Sommer heißer als ihr luftumspültes, aufgeständertes Pendant. Deshalb plädiert Bedachungsprofi Fritz Heitkamm für die Weiterentwicklung von Hybridsystemen, die die Abwärme der Solarmodule nutzen und diese dadurch kühlen.

Völlig anders geartet ist das Systems Solartec von ThyssenKrupp. Das Metalldachsystem ist bereits seit zehn Jahren auf dem Markt. Durch die Integration von Dreischichtsolarzellen kommt die Konstruktion ohne Glas aus und ist daher mit rund 8,5 Kilogramm pro Quadratmeter besonders leicht. Die Stahldachelemente können in beliebiger Breite ab 420 Millimeter angefertigt werden. Längen bis zu acht Meter sind herstellbar. Üblicherweise sind die ungedämmten Elemente zwischen 450 und 500 Millimeter breit und mit einem Streifen Unisolar-Laminat beklebt. Unisolar-Laminate mit den Längen 2,9 und 5,5 Meter können darauf angeordnet werden.

Die gedämmten Sandwichelemente Solartec mono, die für die Dächer von Industriehallen eingesetzt werden, nehmen bei einer Breite von einem Meter zwei aktive Solarfelder nebeneinander auf. Die Elemente werden vertikal direkt auf einer traditionellen Dachstuhlunterkonstruktion befestigt. Abdeckprofile sowie alle anderen Formteile können farblich abgesetzt werden. Ähnliche Produkte mit integrierten Unisolar-Laminaten bieten auch andere Hersteller von Metalldächern an, Rheinzink beispielsweise.

Entwicklung und Optimierung

Besonders mit Blick auf den französischen Markt sind viele Hersteller aktiv in der Entwicklung und Optimierung von Indachsystemen. Die fränkische Fath Solar bringt im kommenden Jahr das System S2 auf den Markt. In Zusammenarbeit mit Hörmann Energietechnik aus dem Allgäu, Anbieter sowohl von Fertigställen und Hallen als auch von Photovoltaikanlagen, hat Fath ein Eindrehsystem zur werkzeuglosen Befestigung der Module auf den Montageprofilen entwickelt. Auch die Dresdner Solarwatt steckt gemeinsam mit c.m.s. & Energiesysteme in der Entwicklung einer kostengünstigen Alternative für die Indachmontage. Dabei sollen die Module in die Dachlattung eingehängt und einfach ineinandergeschoben werden.