PV-Anlage: Technik – Module, Wechselrichter etc. / 3 Montageformen und Montagesysteme

Zellen und Module der PV-Anlage sind in sog. Strings angeordnet, also Gruppen von Zellen und Modulen, die miteinander verbunden installiert und verdrahtet werden. Das wird als Verschaltung bezeichnet. Sie hat einen gravierenden Einfluss auf die elektrischen Eigenschaften.

Montageformen

Dabei wird zwischen der Reihen- und der Parallelschaltung unterschieden (siehe Abb. 3):

Abb. 3: Reihen- und Parallelschaltung einer PV-Anlage; Quelle: Anondi GmbH, Solaranlage-Ratgeber.de.

• Reihenschaltung

  Eine Photovoltaik-Reihenschaltung ist ein einziger Stromkreis, in dem die Module hintereinander geschaltet sind. Durch sie fließt der gleiche Strom. Hat das Modul 8 Ampere Strom und eine Spannung von 30 V, so ergibt sich für einen String mit 10 Modulen eine Stringspannung von 300 V und 8 Ampere Strom. Ein Nachteil dieser Variante ist, dass das schwächste Modul die Gesamtleistung der Konstruktion bestimmt. Dafür ist die Verkabelung der Reihenschaltung recht einfach, Aufwand und Materialbedarf sind niedrig. Die Module werden direkt auf dem Dach hintereinander zusammengeschaltet und die gesamte Energie wird durch ein einziges Kabel zum Wechselrichter geführt.

• Parallelschaltung

  Eine Parallelschaltung hingegen besteht aus mehreren Stromkreisen aus Gruppen von Modulen, die parallel an den Generatoranschlusskasten und von dort gebündelt an den Wechselrichter angeschlossen werden. Bei zwei parallel geschalteten Strings mit je 10 Modulen und einem Modulstrom von je 8 Ampere ergibt sich ein Strom von 16 Ampere. Die Spannungen in den einzelnen Teilzweigen bleiben konstant bei 300 Volt. Die Parallelschaltung ist aufwendiger in der Konstruktion, da jedes einzelne Modul mit dem Wechselrichter verbunden werden muss. Leistungsabfälle werden jedoch vermieden. Die niedrigere Gesamtspannung führt zudem zu reduzierten Risiken.

Montagesysteme

Je nach Gebäude- und Dachform sind verschiedene Montagesysteme verfügbar:

• Aufdach-Montage

  Die häufigste Montageart bei einem Ein- oder Mehrfamilienhaus mit Schrägdach ist die Aufdach-Montage. Ein Aufdach-Montagesystem eignet sich für alle Dächer mit einer Dachneigung zwischen 20 und 60 Grad. Die Solarmodule werden mithilfe von Dachhaken und Schienen meist im Hochformat auf den Dachziegeln befestigt. Eine horizontale Befestigung der Module kann sinnvoll sein, um Verschattungsverluste zu verringern oder die Dachfläche optimal ausnutzen zu können.

• Indach-Montage

  Bei der Indach-Montage ersetzt das Montagesystem die vorhandene Dacheindeckung. Dafür wird ein Teil der Dachziegel entfernt und die Module werden direkt auf dem Dachgebälk montiert. Indach-Systeme sind ebenso wasserdicht wie ein Ziegeldach und werden bereits seit Jahren erfolgreich eingesetzt, sind aber erheblich teurer als die Aufdach-Systeme.

• Solardachziegel

  Beim Solardachziegel hingegen sind die Solarzellen im Dachziegel integriert oder haben die Größe eines Ziegels. Eine zusätzliche Dacheindeckung ist nicht nötig. Die PV-Anlage fügt sich nahtlos in das Gesamtbild des Daches ein.

• System bei Trapezblech- oder Wellblechdächern

  Bei Trapezblech- oder Wellblechdächern werden anstatt von Dachhaken sog. Stockschrauben eingesetzt. Sie durchbohren das Blech und werden dann wie der Dachhaken auf dem Dachsparren verschraubt. Alternativ gibt es spezielle Montagesysteme für Blechdächer, bei denen kurze und kompakte Montageschienen direkt auf das Blech geschraubt werden.

• System bei Flachdächern

  Bei Flachdächern mit einer Neigung von 10 Grad oder weniger wird ein Flachdach-System installiert. Die Module werden in einem Winkel von 10 bis 15 Grad aufgeständert. Auf diese Weise erzielen sie genauso hohe Erträge wie auf Schrägdächern. In der Regel ist bei Photovoltaik auf dem Flachdach keine Dachdurchdringung notwendig. Flachdach-Systeme werden entweder komplett nach Süden ausgerichtet oder als Ost-West Systeme installiert.

• Kaltfassade

  Bei Bürogebäuden und anderen Gewerbeimmobilien werden PV-Anlagen auch häufig vor der eigentlichen Fassade angebracht (sog. Kaltfassade). Die Montage verläuft ähnlich wie bei einer Aufdach-Montage. An der Fassade werden Schienen befestigt, an denen die Solarmodule montiert werden. Für diese Form der Anbringung werden spezielle Schienen benötigt, da die Gewichtskräfte bei vertikaler Montage deutlich höher sind.

• Warmfassade

  Bei der gebäudeintegrierten PV-Anlage hingegen werden die PV-Module in die Wand integriert und fungieren zugleich als Wärmedämmung (sog. Warmfassade). Da die Nachrüstung einer derartigen Anlage sehr aufwändig und teuer ist, kommt sie in der Regel nur beim Neubau eines Hauses zum Einsatz.

• Freiland-Montage

  Die Freiland-Montage ist die übliche Montageart für Großanlagen auf Freiflächen. Dabei werden die PV-Module meist in Südausrichtung in Schräglage aufgeständert und in mehreren Reihen angeordnet. Damit sich die Module nicht gegenseitig verschatten, ist wie bei Flachdachanlagen ein Reihenabstand erforderlich.