Schneller, größer, einfacher

2009 kann als das Boomjahr der Freiflächenanlagen in Deutschland gesehen werden: Photovoltaikanlagen mit einer Gesamtkapazität von mehr als 600 Megawatt sind im letzten Jahr auf Feldern, Deponien und Konversionsflächen neu installiert worden. Das hat EuPD-Research für seine aktuelle Marktstudie herausgefunden. Damit hat sich die Leistung innerhalb eines Jahres auf etwa 1.150 Megawatt mehr als verdoppelt. Während sich der Anteil der Freiflächenanlagen in den letzten Jahren auf ein Zehntel am Gesamtzubau der Photovoltaik eingependelt hatte, stieg er 2009 auf rund 16 Prozent – eine Übersicht über die Freiflächen-Montagesysteme, die zurzeit auf dem Markt sind, bietet die Tabelle ab Seite 108.

Neue Rekordzahlen sind beim Gesamtzubau jedoch kaum zu erwarten. Denn rund zwei Drittel der Solarparks wurden im letzten Jahr auf ehemaligen Ackerflächen errichtet. Das geht aus einer Freiflächen-Datenbank hervor, die das Leipziger Institut für Energie und das Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg pflegen. Und die deutschen Äcker sind vom Tisch, was Photovoltaikinstallation betrifft. Das hat Umweltminister Norbert Röttgen durchgesetzt, da er die Einspeisevergütung auf ehemaligen Ackerflächen ab Juli 2010 komplett gestrichen hat. Ab sofort müssen Projektentwickler gezielt nach Konversionsflächen Ausschau halten, sich Flächen entlang der Autobahnen und Bahntrassen zusammenstückeln oder auf ein neues Marktfeld ausweichen: die Überdachung von Parkplätzen.

Monteure folgen den Märkten

Viele deutsche Investoren sind schon lange im europäischen Ausland tätig. War noch vor zwei Jahren Spanien das Land der deutschen Photovoltaikträume, läuft Italien ihm diesen Rang jetzt ab. Bis zu 600 Megawatt könnten unter der italienischen Sonne zwischen Olivenhainen und Pinien in diesem Jahr entstehen, glauben Marktbeobachter. Aber auch nach Osteuropa werden immer mehr deutsche Montagetrupps geschickt. Wie zum Beispiel die Mitarbeiter von Sunselex aus München, die in diesem Sommer erstmals in Bulgarien montierten. Denn im schwach besiedelten Hinterland des bulgarischen Schwarzmeerstädtchens Burgas soll bald Solarstrom in großem Maßstab produziert werden. Für den Eintritt des Projektentwicklers Juwi in den bulgarischen Markt errichtete die Firma Sunselex in Drachevo bis Ende Juli einen Solarpark mit 3,55 Megawatt Leistung; neun bis 18 Monteure installierten innerhalb von zwei Monaten rund 17.000 Module. Wie viele Montagebetriebe folgt Sunselex den Märkten: Mit 200 Mitarbeitern sind die Münchener inzwischen verantwortlich für Baustellen in Italien, Frankreich und Griechenland.

Das Montagesystem, mit dem die 17.000 Module in Drachevo befestigt wurden, wählte Sunselex nicht selbst aus. Die Münchener rammen Fundamente, montieren Tische und befestigen Module – für Juwi, aber auch für Gehrlicher, Energiequelle und andere Projektentwickler. Sie bauen mit den Komponenten, die der Auftraggeber bereitstellt. Weil das bei allen Projekten so ist, kennen Christian Welzel, technischer Leiter bei Sunselex, und seine Kollegen nahezu jedes Montagesystem am Markt.

Flexibilität gefragt

Stolze 400 Megawatt hat Sunselex bereits installiert. Die Montagespezialisten wissen, worauf es im freien Feld ankommt. Bei der Bewertung eines Montagesystems sei entscheidend, wie gut es sich dem Geländeverlauf anpassen lasse, sagt Welzel. Wenn das System unflexibel ist, sei die Ausrichtung schwierig. Geringe Schiefstellungen oder Verdrehungen der Rammpfosten müssen sich ausgleichen lassen. Deshalb sei es wichtig, dass die Anbindung am Fundamentfuß und am Kopf verstellbar sind.

„Wer schon mal ein Ikea-Regal zusammengebaut hat, der weiß, wie nervig das ist, jede der 78 Schrauben einzeln in die Hand nehmen zu müssen“, sagt Christian Welzel. Auch Montagegestelle für Solarparks können die Monteure mit fummeligen Details mitunter zur Verzweiflung bringen. Deshalb feilen viele Montagesystemhersteller an der Vereinfachung der Befestigungssysteme. Weniger Werkzeuge auf der Baustelle, vormontierte Kleinteile an den Trägerprofilen und neue Modulbefestigungen sollen den Monteuren die Arbeit erleichtern und gleichzeitig die Bauzeiten verkürzen, so dass der Investor die maximale Einspeisevergütung abschöpfen kann. Die Marktübersicht ab Seite 108 zeigt, dass einige Systeme sich bereits mit nur zwei Werkzeugen zusammenbauen lassen. Aus seiner Baustellenerfahrung heraus wünscht Welzel es sich noch besser: „Ideal wäre es, ein Werkzeug für alles zu haben.“ Wie in der Übersicht zu sehen ist, werden die Module bei den meisten Montagesystemen mit Klemmen befestigt. Damit das Aufschrauben der kleinen Metallteile schneller und einfacher abläuft, haben viele Hersteller neue Hammerkopfschrauben entwickelt, die nur noch von oben festgezogen werden. Die Nutsteine sind mit einer Feder vorgespannt und werden durch Druck in die richtige Position gebracht (siehe photovoltaik07/2010). Das erleichtert die Arbeit und spart Zeit.

Einfach eingelegt

Ganz ohne Modulklemmen haben die Sunselex-Monteure in Bulgarien installiert: Sie testeten das neue Einlegesystem FS-IN von Schletter aus dem oberbayerischen Kirchdorf. In zwei Reihen werden dabei die gerahmten Module hochkant auf insgesamt nur drei Schienen montiert. Der Monteur legt dafür das Modul in die obere Schiene ein und zieht es in die Nut der unteren Schiene herunter. Oben wird noch ein Gummistreifen zur Diebstahlsicherung eingeschoben, und an den Enden werden die Reihen mit Deckeln fixiert. Fertig. Keine Kleinteile in Position bringen, 35.000 Schrauben weniger anziehen. „Die Montage klappt gut, die Module verhaken sich nicht beim Einlegen“, sagt Christian Welzel zufrieden. Beim Einlegesystem übernehmen die Modulrahmen die statische Funktion der Diagonalaussteifung. Man spart auch am Material: Drei Schienen anstelle von vier brauchen etwas weniger Metall, die Klemmen fallen komplett weg.

Schletter hatte das FS-IN vor anderthalb Jahren für einen Großkunden entwickelt und auf der diesjährigen Intersolar dem Publikum vorgestellt. Der eigentlich auf Klemmtechnik spezialisierte Gestellhersteller glaubt selbst noch nicht ganz an den durchschlagenden Erfolg des neuen Systems. Nicht alle Modulrahmen seien so stabil konstruiert, dass sie über die gesamte Länge spannen können und gleichzeitig 240 Kilogramm Schnee standhalten, glaubt Hans Urban, Leiter des Geschäftsbereichs Solar bei Schletter. Am Ende hänge alles von der Freigabe der Modulhersteller ab. Und da habe er noch keine große Resonanz gespürt. „Von 350 Briefen, die ich

an Modulhersteller geschrieben habe, um nach einer Zulassung zu fragen, sind nur 18 zurückgekommen.“

Ganz anders die Erfahrung, die man bei Creotecc in Freiburg macht. Fast 90 Prozent der Systeme werden bei der Solarmarkt-Tochter mit Einlegeprofilen verkauft. „Wer einmal mit einem Einlegesystem gearbeitet hat, der bleibt dabei“, berichtet Behzad Anisi aus seiner Erfahrung im Vertrieb. Für das Produkt Alutec hat Creotecc Freigaben aller großen Modulhersteller. Im Querformat darf sowieso jedes Modul eingelegt werden, weil dann die Viertelpunkte, an denen Standardmodule befestigt werden sollen, mit abgedeckt sind. Doch sogar Solarswiss gibt seine Module für eine Hochkantmontage mit Alutec frei, obwohl der Modulrahmen mit 35 Millimetern sehr schmal ist. Probleme sieht Anisi lediglich bei sehr hohen Schneelasten. „Wir haben Anfragen aus dem tiefsten Bayern abgelehnt, auch auf der Zugspitze sollte man das Einlegesystem nicht einsetzen.“

Christian Welzel hält Einlegesysteme für sehr interessant – wenn sie gut durchdacht sind. „Die Formstabilität der Schienen ist wichtig, sonst verziehen sie sich, sobald Gewicht von einem Modul daraufkommt“, sagt der Ingenieur. Bei minderwertigen Systemen träten diese Verformungen besonders beim Bau in Hanglagen auf, weil Sparren und Pfetten der Modultische der Schwerkraft folgen und sich durchbiegen. Auch darauf sollte man bei der Auswahl des Montagesystems achten.

Hybridsystem aus Bayern

Wer dem reinen Einlegesystem nicht traut und dennoch schneller montieren möchte, findet bei der niederbayrischen Ideematec ein Hybridmontagesystem. In ihrem neuen System kombinieren die Konstrukteure die Vorteile der Einlegetechnik mit denen der Modulklemmen. An der Einlegeschiene in der Mitte des zweireihigen Systems kann der Monteur die Module sehr schnell und einfach ausrichten. „Durch die zusätzliche Verschraubung mit zwei Klemmen ist die Konstruktion enorm steif“, sagt Johann Kufner, Produktentwickler bei Ideematec. Und sie spart immerhin die Hälfte der Klemmen an Material ein. Vor der Entwicklung dieser Befestigungstechnik hat Ideematec eine Anfrage an seine fünf Partner gestartet. „Alle haben ihre Module für unser System freigegeben“, sagt Kufner. Auf der Intersolar haben Kufner und seine Kollegen das System erstmals vorgestellt. Sechs Megawatt wurden sofort bestellt und werden seit Mitte August ausgeliefert. Damit hat Ideematec seine Zielvorgabe für den ersten Durchlauf erfüllt.

Die Niederbayern bieten einen weiteren Clou in Sachen Montagefreundlichkeit, der auch Christian Welzel von Sunselex gefallen wird: Das komplette Montagesystem wird mit nur einem Schraubentyp gefügt. Das bedeutet, dass der Monteur auch nur ein einziges Werkzeug auf der Baustelle benötigt. Zur Befestigung an den Aluminiumschienen sind keine Nutsteine notwendig, denn die Schrauben können direkt in den Klemmkanal eingeschraubt werden. Dieses Prinzip hat Ideematec in Zusammenarbeit mit der Fachhochschule München entwickelt und bei Dachanlagen schon lange erprobt. Jetzt ist es erstmals auch für die Freilandmontage zu haben.

Obwohl der Flächenverbrauch größer ist, werden aufgrund der niedrigeren Kosten pro Kilowatt auch im Freiland auch ünnschichtmodule verbaut. Die Formate werden immer größer. Auch das erspart kostbare Montagezeit. Um Module mit einer Größe von etwa anderthalb Quadratmetern auf den Montagegestellen zu befestigen, setzt sich die Backrail-Technologie immer mehr durch. Auf der Rückseite der Module werden schmale Metallprofile aufgeklebt, die dann vor Ort nur noch in die Trägerschienen eingehakt werden. Die Marktübersicht zeigt, dass die meisten Hersteller mittlerweile diese Befestigungstechnik anbieten.

Gehrlicher geht sogar noch einen Schritt weiter. Mit dem Gehrtec Backrail sollen auch Module installiert werden, die aus den Produktionslinien stammen, die Applied Materials bis vor kurzem verkauft hat. Auf die Rückseite der 5,7 Quadratmeter großen Glas-Glas-Module werden je zwei Schienen geklebt, die in die Unterkonstruktion einrasten. Damit halte das Modul Schneelasten bis zu 240 Kilo stand. Mit Hilfe eines Raupenfahrzeugs mit Roboterarm sollen die garagentorgroßen Module montiert werden (siehe photovoltaik03/2010).

Auch bei den Bodenarbeiten sollen Roboter helfen, Solarparks schneller zu realisieren. Schneller rammen und dabei gleichzeitig das Gelände schonen möchte Schletter mit seinem GPS-gesteuerten Rammroboter. Mit der bisher üblichen Technik rammt Schletter je nach Beschaffenheit des Bodens 100 bis 150 Fundamente pro Tag. Bei der GPS-Technik müssen die Rammpunkte nicht mehr vermessen und eingerichtet werden. Das Rammgerät findet den Rammpunkt selbstständig per GPS und schlägt das Rammfundament auf die gewünschte Höhe ein. Mit seinem Prototyp erreicht die Firma bereits eine Leistung von 300 bis 400 Rammfundamenten am Tag. Bis zu 600 könnten es noch werden, schätzt Hans Urban. Früher musste das Fahrzeug mehrmals durchs Gelände fahren, da die Rammpfosten erst verteilt und später aufgestellt und eingeschlagen werden mussten. Das GPS-gesteuerte Gerät hat immer einen Vorrat an Pfosten geladen. Es muss nur einmal über das Feld fahren und schont damit das Gelände und die Mitarbeiter. Ob die Robotertechnik sich im Gelände bewähren wird, wird die Zeit zeigen. Was am Ende wirklich zählt, verrät Behzad Anisi von Creotecc: „Die Monteure wünschen sich, dass sie zuverlässig und vollständig beliefert werden – egal ob mit Klemmen oder Einlegeprofil.“