Montagesysteme für Photovoltaikanlagen verbinden die Solarmodule dauerhaft und sicher mit dem Gebäude oder dem jeweiligen Untergrund. Sie müssen das Gewicht der Module tragen und gleichzeitig Wind, Schnee, Temperaturschwankungen sowie jahrzehntelangen Witterungseinflüssen standhalten.

Welches System geeignet ist, hängt vor allem von der Dacheindeckung, der Dachneigung, der Gebäudestatik und der geplanten Modulanordnung ab. Ein Montagesystem für ein klassisches Ziegeldach unterscheidet sich deshalb deutlich von einer ballastierten Konstruktion auf einem Flachdach.

Die Auswahl sollte niemals allein nach dem Materialpreis erfolgen. Entscheidend sind eine belastbare Planung, geeignete Befestigungspunkte, der Schutz der Dachhaut und eine nachvollziehbare statische Auslegung.

Inhaltsverzeichnis

1. Welche Aufgabe hat ein Montagesystem?
2. Montagesysteme für Ziegel- und Betondächer
3. Montagesysteme für Trapezblechdächer
4. Befestigung auf Stehfalz- und Metalldächern
5. Montagesysteme für Flachdächer
6. Montage auf Gründächern
7. Fassaden-, Carport- und Freiflächensysteme
8. Wind- und Schneelasten
9. Material und Korrosionsschutz
10. Häufige Fragen

Welche Aufgabe haben Montagesysteme für Photovoltaikanlagen?

Die Unterkonstruktion bildet die mechanische Verbindung zwischen den PV-Modulen und dem Gebäude. Je nach Dachart besteht sie unter anderem aus Dachhaken, Montageschienen, Profilverbindern, Modul- und Endklemmen, Stockschrauben oder ballastierten Aufständerungen.

Ein fachgerecht geplantes System erfüllt mehrere Aufgaben gleichzeitig:

• sichere Befestigung der PV-Module,
• Übertragung von Wind- und Schneelasten,
• Schutz der vorhandenen Dacheindeckung,
• Einhaltung der notwendigen Abstände,
• kontrollierte Aufnahme thermischer Bewegungen,
• geordnete Führung der Solarkabel,
• Unterstützung von Potentialausgleich und Blitzschutzplanung,
• dauerhafte Zugänglichkeit für Wartungsarbeiten.

Das Deutsche Institut für Bautechnik weist darauf hin, dass die Vorgaben des Herstellers beachtet werden müssen und die Bauteile, an denen die Solarmodule befestigt werden, ausreichend tragfähig sein müssen.

Montagesysteme für Photovoltaikanlagen auf Ziegeldächern

Bei klassischen Steildächern mit Tonziegeln oder Betondachsteinen werden meistens Dachhaken eingesetzt. Dafür werden einzelne Dachziegel vorübergehend aufgenommen. Die Dachhaken werden anschließend an tragfähigen Bestandteilen der Dachkonstruktion, in der Regel den Dachsparren, befestigt.

Auf den Dachhaken werden Montageschienen angebracht. Die PV-Module können darauf hochkant oder quer verlegt und mit geeigneten Modulklemmen befestigt werden.

Wichtig ist, dass die Dachhaken nicht unzulässig auf den Dachziegeln aufliegen. Durch Schnee- und Windlasten könnten ansonsten hohe Kräfte auf die Dacheindeckung übertragen werden. Beschädigte oder ungeeignete Dachziegel sollten vor der Montage ersetzt werden.

Spezielle Befestigungslösungen gibt es unter anderem für:

• Ton- und Betondachsteine,
• Biberschwanzziegel,
• Schieferdächer,
• sehr flache Dachsteine,
• Dächer mit Aufsparrendämmung,
• unterschiedliche Sparrenabstände.

Hersteller wie K2 Systems bieten für verschiedene Dacheindeckungen abgestimmte Dachhaken-, Schienen- und Einlegesysteme an.

Kreuzschienen- oder einlagige Montage?

Bei einer einlagigen Montage wird das Modul direkt auf einer Schienenlage befestigt. Sie benötigt weniger Material und kann bei passenden Voraussetzungen wirtschaftlich umgesetzt werden.

Ein Kreuzschienenverbund besteht aus zwei übereinanderliegenden Schienenebenen. Er bietet mehr Flexibilität bei der Modulpositionierung und kann beispielsweise bei ungünstigen Sparrenabständen oder besonderen Belegungsanforderungen sinnvoll sein.

Welche Variante technisch notwendig ist, muss projektspezifisch ermittelt werden.

Montagesysteme für Trapezblechdächer

Auf Trapezblechdächern werden häufig Kurzschienen oder durchgehende Montageschienen verwendet. Die Befestigung erfolgt abhängig vom jeweiligen System auf den Hochsicken des Trapezblechs.

Dabei ist zu prüfen, ob das Blech selbst und seine Verbindung mit der tragenden Unterkonstruktion die zusätzlichen Kräfte aufnehmen können. Nicht nur die Blechstärke, sondern auch Material, Profilgeometrie, Befestigungsabstände und Zustand des Daches sind relevant.

Zwischen Montageschiene und Dachfläche werden geeignete Dicht- und Trennmaterialien eingesetzt. Sie sollen die Befestigungspunkte gegen Feuchtigkeit schützen und Materialunverträglichkeiten vermeiden.

Für bestimmte Schienen- und Befestigungskombinationen liegen allgemeine bauaufsichtliche Zulassungen vor. Beim K2 BasicRail System wird beispielsweise auf einen statischen Nachweis in der Auslegungssoftware und entsprechende Zulassungen für bestimmte Anwendungen hingewiesen.

Befestigung auf Stehfalz- und Metalldächern

Bei geeigneten Stehfalzdächern können spezielle Falzklemmen verwendet werden. Diese greifen den vorhandenen Blechfalz, sodass die Dachhaut abhängig vom gewählten System nicht durchdrungen werden muss.

Vor der Planung ist zu prüfen, ob Falz, Blech und Unterkonstruktion für die auftretenden Kräfte geeignet sind. Zusätzlich muss geklärt werden, ob der Dachhersteller die Montage von Solaranlagen auf dem jeweiligen Dachsystem freigibt.

Für andere Metall- und Wellblechdächer kommen unter anderem folgende Komponenten infrage:

• Falzklemmen,
• Stockschrauben,
• Solarbefestiger,
• Kurzschienen,
• durchgehende Schienensysteme.

Die genaue Befestigungsart richtet sich immer nach dem vorhandenen Dachaufbau.

Montagesysteme für Photovoltaikanlagen auf Flachdächern

Bei Flachdächern werden die Module häufig aufgeständert. Dabei kann zwischen einer einseitigen Ausrichtung und einer Ost-West-Aufständerung unterschieden werden.

Südorientierte Aufständerung

Bei einer einseitigen Aufständerung zeigen die Module überwiegend in eine Richtung. Eine Südausrichtung kann hohe Erträge während der Mittagsstunden ermöglichen. Zwischen den Modulreihen müssen jedoch ausreichende Abstände eingehalten werden, damit sie sich nicht gegenseitig verschatten.

Ost-West-Aufständerung

Bei einer Ost-West-Ausrichtung werden die Module in zwei entgegengesetzten Richtungen angeordnet. Dadurch kann die Dachfläche häufig dichter belegt werden. Gleichzeitig verteilt sich die Stromproduktion stärker auf die Morgen- und Nachmittagsstunden.

Flachdachsysteme werden häufig ballastiert. Dabei halten zusätzliche Gewichte die Anlage auf dem Dach, ohne dass die Dachhaut an zahlreichen Stellen durchdrungen werden muss. Die erforderliche Ballastierung hängt unter anderem von Gebäudehöhe, Dachgeometrie, Standort, Randabständen und Windlast ab.

K2 führt mit den S-Dome- und D-Dome-Varianten unterschiedliche Lösungen für einseitige und zweiseitige Flachdachaufständerungen. Die Systeme können abhängig von der Ausführung unter anderem auf Folien-, Kies-, Beton- und Trapezblechdächern eingesetzt werden.

Schutz der Dachhaut bei Flachdachsystemen

Bei Flachdächern darf die Unterkonstruktion die vorhandene Abdichtung nicht beschädigen. Unter den Auflagepunkten werden deshalb geeignete Schutzmatten oder Trennlagen eingesetzt.

Vor der Montage sind insbesondere folgende Fragen zu klären:

• Welche Dachabdichtung ist vorhanden?
• Ist das Material mit den Schutzmatten verträglich?
• Welche Druckbelastung darf die Dämmung aufnehmen?
• Wie werden Kräfte gleichmäßig verteilt?
• Gibt es ausreichende Entwässerungswege?
• Bleiben Dachabläufe und Wartungswege zugänglich?
• Ist die Dachhaut noch für die geplante Nutzungsdauer geeignet?

Eine PV-Anlage sollte nicht auf einer sanierungsbedürftigen Dachabdichtung errichtet werden, ohne die anstehende Dachsanierung in die Planung einzubeziehen.

Montagesysteme für Gründächer

Photovoltaik und Dachbegrünung können miteinander kombiniert werden. Dafür werden Montagesysteme benötigt, die ausreichenden Abstand zwischen Modulen und Vegetation schaffen.

Eine erhöhte Aufständerung kann Vorteile für Pflege, Luftzirkulation und Pflanzenwachstum bieten. Gleichzeitig dürfen Entwässerung, Brandschutzstreifen und Wartungswege nicht beeinträchtigt werden.

Bei der Planung sind unter anderem die zusätzliche Auflast des Gründachaufbaus, mögliche Wassersättigung, Vegetationshöhe und erforderliche Pflegebereiche zu berücksichtigen.

Hersteller bieten inzwischen speziell abgestimmte Systeme für die PV-Montage auf Gründächern an.

Fassaden-, Carport- und Freiflächensysteme

Montagesysteme für Photovoltaikanlagen werden nicht nur auf Gebäudedächern eingesetzt. Weitere mögliche Anwendungsbereiche sind:

• Gebäudefassaden,
• Carports und Terrassenüberdachungen,
• Hallenvordächer,
• Lärmschutzanlagen,
• Gartenflächen,
• gewerbliche Freiflächen.

Bei Fassadenanlagen wirken teilweise andere Windlasten als auf Dachflächen. Außerdem spielen Optik, Hinterlüftung, Brandschutz und die sichere Befestigung an der Gebäudewand eine wichtige Rolle.

Carport- und Freiflächensysteme benötigen in der Regel eine eigenständige Tragkonstruktion und geeignete Fundamente. Abhängig von Größe, Standort und Bauweise können zusätzliche baurechtliche Prüfungen erforderlich sein.

K2 weist Dach-, Fassaden-, Freiland- und Carportanwendungen als unterschiedliche Einsatzbereiche seiner Montagesysteme aus.

Wind- und Schneelasten richtig berücksichtigen

Die Belastung einer PV-Unterkonstruktion ist an jedem Standort unterschiedlich. Ein Gebäude in einer schneereichen Höhenlage benötigt eine andere Auslegung als ein Gebäude in einer windreichen Küstenregion.

Für die Planung sind insbesondere relevant:

• Standort und Geländehöhe,
• Wind- und Schneelastzone,
• Gebäudehöhe,
• Dachneigung,
• Dachform und Randbereiche,
• Modulgröße und Modulklemmung,
• Sparren- beziehungsweise Pfettenabstände,
• vorhandene Dachkonstruktion,
• Art der Dachbefestigung.

An Gebäudeecken und Dachrändern können besonders hohe Windsogkräfte entstehen. Deshalb dürfen Anzahl und Position der Befestigungspunkte nicht lediglich nach Erfahrung oder anhand pauschaler Abstände festgelegt werden.

Für die von uns eingesetzten K2-Montagesysteme kann die projektspezifische Auslegung mit K2 Base erfolgen. Die Software berücksichtigt bei der Konfiguration unter anderem die standortabhängigen Wind- und Schneelasten.

Aluminium, Edelstahl und Korrosionsschutz

Viele Montagesysteme für Photovoltaikanlagen bestehen überwiegend aus Aluminium und Edelstahl. Aluminium ist vergleichsweise leicht und witterungsbeständig. Edelstahl wird häufig für Dachhaken, Verbindungsmittel und Schrauben verwendet.

Trotz hochwertiger Materialien muss auf die Verträglichkeit unterschiedlicher Metalle geachtet werden. Ungünstige Materialkombinationen können in Verbindung mit Feuchtigkeit Korrosion begünstigen.

Auch Umgebungsbedingungen spielen eine Rolle. In Küstennähe, in landwirtschaftlichen Betrieben oder in industriell belasteten Bereichen können erhöhte Anforderungen an den Korrosionsschutz bestehen.

Einlegesystem oder klassische Modulklemmen?

Bei klassischen Klemmsystemen werden die Module mit Mittel- und Endklemmen auf den Montageschienen befestigt.

Einlegesysteme verwenden dagegen Profile, in welche die Modulrahmen eingeschoben oder eingelegt werden. Dadurch entsteht häufig ein besonders gleichmäßiges Erscheinungsbild. Außerdem kann die Montage ohne einzelne Modulklemmen erfolgen.

Das K2 InsertionRail System ist beispielsweise für verschiedene Dacharten sowie für bestimmte Fassadenanwendungen vorgesehen und versteift die Modulrahmen durch das Einlegeprofil zusätzlich.

Welche Lösung sinnvoller ist, hängt von Modulfreigabe, Dachaufbau, Gestaltung, Wirtschaftlichkeit und technischen Anforderungen ab.

Worauf kommt es bei der Auswahl an?

Ein hochwertiges Montagesystem allein garantiert noch keine sichere Anlage. Entscheidend ist das Zusammenspiel aus Planung, Material und fachgerechter Ausführung.

Vor der Auswahl sollten mindestens folgende Punkte geprüft werden:

1. Ist das System für die vorhandene Dacheindeckung geeignet?
2. Ist die Dachkonstruktion ausreichend tragfähig?
3. Liegt eine standortbezogene statische Auslegung vor?
4. Sind Module und Klemmbereiche miteinander kompatibel?
5. Wird die Dachhaut dauerhaft geschützt?
6. Sind Wartungs- und Entwässerungswege berücksichtigt?
7. Liegen Montageanleitungen und erforderliche Nachweise vor?

Wird das Dach bei der PV-Montage beschädigt?

Bei fachgerechter Planung und Montage sollte die Funktion des Daches erhalten bleiben. Die Befestigungsart muss jedoch zum Dachaufbau passen. Unsachgemäß gesetzte Dachhaken, ungeeignete Schrauben oder fehlerhaft abgedichtete Durchdringungen können Schäden verursachen.

Muss für die Unterkonstruktion die Statik geprüft werden?

Die Tragfähigkeit des Daches und die Auslegung der Unterkonstruktion müssen berücksichtigt werden. Bei größeren Anlagen, älteren Gebäuden, hohen Schnee- oder Windlasten sowie ungewöhnlichen Dachkonstruktionen kann eine gesonderte Prüfung durch einen Tragwerksplaner erforderlich sein.

Kann jedes Solarmodul auf jedem Montagesystem befestigt werden?

Nein. Modulabmessungen, Rahmenhöhe, zulässige Klemmbereiche und Belastbarkeit müssen zum Montagesystem passen. Die Montagevorgaben des Modul- und Systemherstellers sind zu beachten.

Wie lange hält ein Montagesystem?

Ein geeignetes und fachgerecht installiertes System ist für einen langfristigen Einsatz ausgelegt. Voraussetzung sind korrosionsbeständige Materialien, passende Verbindungsmittel, eine korrekte statische Auslegung und eine sorgfältige Montage.

Können Montagesysteme später erweitert werden?

Eine Erweiterung ist grundsätzlich möglich, muss aber neu geprüft werden. Zusätzliche Module verändern unter anderem Lasten, Modulfelder, Ballastierung und Windangriffsflächen. Außerdem können ältere Systemkomponenten nicht immer mit aktuellen Bauteilen kombiniert werden.

Das Montagesystem ist das Fundament der PV-Anlage

Montagesysteme für Photovoltaikanlagen sind ein zentraler Bestandteil jeder sicheren und langlebigen Solaranlage. Die Unterkonstruktion muss exakt zur Dacheindeckung, zur Gebäudestatik, zu den PV-Modulen und zu den örtlichen Wind- und Schneelasten passen.

Wir planen die passende Unterkonstruktion individuell für das jeweilige Gebäude. Dabei berücksichtigen wir neben der technischen Sicherheit auch eine materialschonende Montage, eine wirtschaftliche Dachbelegung und die langfristige Wartbarkeit der Anlage.