Eine Photovoltaikanlage auf einem Bestandsdach entsteht in einer festen Reihenfolge, und jede Vertauschung dieser Reihenfolge kostet später Nacharbeit. EKD Solar führt solche Anlagen auf Dächern aus, die bereits stehen, gedeckt sind und ihre eigene Vorgeschichte haben. Der Ablauf beginnt deshalb nicht am Modul, sondern an der Tragkonstruktion, und er endet am Zählerplatz. Wer diesen Weg kennt, sieht auf der Baustelle früh, an welcher Stelle eine Montage aus dem Takt läuft.
Wie beginnt der Ablauf auf einem Bestandsdach?
Der Ablauf beginnt mit einem Termin am Bauteil. Aufgenommen werden Dachform, Deckung, Sparrenlage, Lage der Kamine und der Weg, den die Leitung später nehmen soll. Erst aus diesen Aufnahmen entsteht eine Belegung, die sich bauen lässt.
Der Unterschied zum Neubau liegt in der Unsicherheit. Beim Neubau steht der Dachstuhl in der Werkplanung, im Bestand steht er so, wie ihn der letzte Umbau hinterlassen hat. Zwischen Baujahr und tatsächlichem Sparrenquerschnitt liegen bei sanierten Dächern regelmäßig zwei Nummern.
Dazu kommt die Frage nach dem Alter der Eindeckung. Hält die Deckung noch die Nutzungsdauer der Anlage durch, oder steht sie in einigen Jahren an? Wer darüber nicht vor dem Angebot entscheidet, baut die Anlage ein zweites Mal ab und auf.
Die Aufnahme am Dach liefert damit nicht nur Maße, sondern die Entscheidung, ob dieses Dach überhaupt belegt wird.
Welche Befunde hält die Dachprüfung fest?
Festgehalten werden Sparrenquerschnitt, Sparrenabstand, Zustand von Lattung und Konterlattung, Art und Alter der Deckung sowie die Dachneigung. Dazu kommt die Lage der Dachaufbauten, weil Kamine, Gauben und Antennen die belegbare Fläche beschneiden und Teilverschattung erzeugen.
Die Lastannahme folgt aus Ort und Gebäude. Die Schneelast steht in DIN EN 1991-1-3 mit dem Nationalen Anhang, der Deutschland in die Zonen 1, 1a, 2, 2a und 3 teilt, die Windlast in DIN EN 1991-1-4 mit Windzone, Geländekategorie und Gebäudehöhe. Beide Werte gehören in die Akte, bevor der erste Haken bestellt wird.
Ausführung: Der Sparrenquerschnitt wird im Dachraum am Bauteil gemessen und an mindestens drei Stellen gegengeprüft, nicht aus dem Baujahr geschätzt. Wo die Dämmung die Sparren verdeckt, wird sie an einer Stelle geöffnet, weil eine Schätzung an dieser Stelle die gesamte Statik trägt.
Was aus diesen Befunden folgt, zeigt sich in der Belegung, und dort wird die Fläche zum ersten Mal verbindlich festgelegt.
Wie entsteht aus dem Aufmaß die Belegungsplanung?
Die Belegung ordnet die Module den Dachflächen zu und legt dabei Reihen, Randabstände und Strangzuschnitt fest. Jede Dachseite wird getrennt aufgemessen und getrennt verschaltet, weil ein gemischter Strang die stärkere Seite auf das Niveau der schwächeren zieht.
Die Randabstände sind kein Schönheitsmaß. In Rand- und Eckzonen des Dachs greifen deutlich höhere Sogkräfte an, und ein bis an die Traufe gezogenes Modulfeld verlangt dort mehr Befestigungspunkte als in der Dachmitte. Wer die Fläche stattdessen eine Modulreihe früher enden lässt, spart Haken und Risiko.
Die Verschattung durch Dachaufbauten wird eingemessen, nicht geschätzt. Welche Verluste daraus im laufenden Betrieb entstehen, schlüsselt der Beitrag zu den Fehlern mit Wirkung auf die Jahresarbeit im Einzelnen auf.
Mit der Belegung steht die Anzahl der Befestigungspunkte fest. Damit beginnt der Teil der Arbeit, der auf dem Dach stattfindet.
Wie wird die Unterkonstruktion im Bestand gesetzt?
Die Unterkonstruktion entsteht dreistufig: Dachhaken oder Stockschraube im Sparren, Montageschiene auf dem Haken, Modulklemme auf der Schiene. Im Bestand kommt ein vierter Schritt hinzu, nämlich das Aufnehmen und Wiedereinlegen der Deckung an jeder Befestigungsstelle.
Der kritische Punkt sitzt am Haken. Er liegt auf dem Sparren und tritt zwischen zwei Ziegelreihen nach außen. Berührt er dabei den darunterliegenden Ziegel, überträgt er unter Schnee- und Windlast Druck auf ein Bauteil, das dafür nicht gebaut wurde. Herstellerangaben nennen dafür einen Mindestabstand von 5 mm zum Ziegel darunter.
Bei den Werkstoffen hat sich eine Kombination durchgesetzt, die sich im eingebauten Zustand verträgt: Haken aus Edelstahl, Profile aus Aluminium, Verbindungsmittel aus Edelstahl. Gemischte Paarungen aus verzinktem Stahl und Aluminium halten die Prüfung auf dem Papier und rosten auf dem Dach.
Ausführung: Nach dem Setzen jedes Hakens wird der Ziegel wieder eingelegt und von Hand bewegt. Sitzt er auf, gehört eine Trägerplatte oder ein Blechkeil darunter, nicht der Winkelschleifer an den Falz.
Die Unterkonstruktion trägt die Module. Die Dachhaut muss dabei geschlossen bleiben.
Welche Toleranz halten die Montageschienen?
Die Schienen müssen in einer Ebene liegen und parallel zur Traufe verlaufen, weil die Modulklemme sonst nur auf einer Kante greift. Im Bestand folgt die Dachfläche selten einer Ebene, deshalb werden die Haken in der Höhe ausgeglichen und nicht die Schiene verzogen.
Praktisch heißt das: Schnur über die gesamte Reihe spannen, Haken einzeln nachstellen, erst dann die Schiene auflegen. Eine verzogene Schiene bringt Zwangskräfte in den Modulrahmen ein, und Rahmenbrüche an den Eckpunkten zeigen sich erst später, meist nach dem zweiten Winter.
Die Stoßstellen der Schienen brauchen ihren Platz. Aluminium dehnt sich bei Temperaturwechsel messbar, und ein starr durchgeschraubter Schienenstrang über die volle Dachbreite drückt im Sommer gegen die Haken.
Welche Durchdringungen entstehen beim Leitungsweg?
Am Steildach entsteht die Durchdringung nicht am Haken, sondern am Kabel. Die Gleichstromleitungen gehen über eine Solardachpfanne oder einen Lüfterziegel mit Dichtmanschette in den Dachraum, und das ist die einzige Stelle, an der die wasserführende Ebene geöffnet wird.
Die Lage dieser Stelle gehört in die Planung. Sie liegt möglichst nah am Modulfeld, oberhalb der Unterspannbahnüberlappung und so, dass die Leitung ohne Zug in den Dachraum fällt. Eine Durchdringung in der Kehle oder dicht über der Traufe ist auf Dauer eine undichte Stelle.
Im Dachraum übernimmt die Trasse. Gleich- und Wechselstromleitungen laufen räumlich getrennt, mit eigener Befestigung und ohne gemeinsames Rohr mit der Hausinstallation, wie es DIN VDE 0100-712 für die Gleichstromseite verlangt. Dazu kommt der Potentialausgleich der Unterkonstruktion.
Wie sich diese eine Stelle über zwanzig Jahre verhält, behandelt der Beitrag zu den Bauteilen mit der kürzesten Nutzungsdauer genauer.
Mit geschlossener Dachhaut endet der bauliche Teil, und der Anschluss an die Hausinstallation beginnt.
Wie wird der Anschluss an den Zählerplatz hergestellt?
Der Anschluss an den Zählerplatz ist im Bestand selten ein Handgriff. Alte Schränke haben weder Platz für den Einspeisezähler noch die geforderten Reserveplätze, und ein Zählerkreuz aus der Zeit vor der Hutschiene lässt sich nicht erweitern.
Maßgeblich sind die Technischen Anschlussbedingungen des Netzbetreibers. Für die Erzeugungsanlage selbst gilt VDE-AR-N 4105 mit dem Netz- und Anlagenschutz und den Vorgaben zur Blindleistung. Die Anmeldung läuft vor der Inbetriebnahme, die Registrierung im Marktstammdatenregister innerhalb eines Monats danach.
Der Weg zwischen Wechselrichter und Schrank ist der Posten, der am häufigsten unterschätzt wird. Liegt das Gerät im Dachraum und der Schrank im Keller, führt die Leitung durch jede Geschossdecke, und jede dieser Durchdringungen braucht ihren Brandschutzabschluss.
Hier liegt die Schnittstelle zwischen den Gewerken: Dachdecker, Elektrofachkraft und Netzbetreiber arbeiten an derselben Anlage mit getrennten Protokollen. Der Querschnitt der Leitung folgt aus Strangstrom und Länge, und bei langen Wegen entscheidet der Querschnitt über dauerhaften Verlust.
Was am Ende übergeben wird, entscheidet darüber, ob sich ein späterer Mangel noch zuordnen lässt.
Woran erkennt die Übergabe eine abgeschlossene Ausführung?
Die Übergabe prüft am Bauteil und an der Akte. Angesehen werden die Beweglichkeit der Ziegel über den Haken, der Sitz der Dichtmanschette, die Zugentlastung der Leitungen, das Anzugsmoment der Modulklemmen nach Herstellerangabe und die Beschriftung an Wechselrichter und Zählerschrank.
Zur Akte gehören diese Unterlagen, und sie werden vor der Abnahme vollständig vorgelegt:
- Standsicherheitsnachweis: mit den angesetzten Schnee- und Windlastzonen nach DIN EN 1991-1-3 und DIN EN 1991-1-4
- Strangplan: mit der tatsächlichen Zuordnung der Module zu den Eingängen
- Messprotokoll der Elektroinstallation: nach DIN VDE 0100-600, mit Kennlinienmessung je Strang
- Inbetriebnahmeanzeige: des Netzbetreibers nach VDE-AR-N 4105
Ein Punkt gehört ins Protokoll, der gern vergessen wird: der Rückbau. Module, Schienen und Haken müssen sich nach Jahren lösen lassen, ohne die Deckung zu zerstören. Beim Rückbau entscheidet sich, ob die Montage sauber war, und verklebte Systeme oder Schrauben ohne Korrosionsschutz machen daraus eine Dachsanierung.
Fehlt eine dieser Unterlagen, lässt sich später nicht mehr klären, ob ein Minderertrag aus der Verschattung, aus der Verschaltung oder aus einem Montagefehler kommt. Woran sich solche Fehler direkt auf dem Dach ablesen lassen, beschreibt der Beitrag zu den prüfbaren Merkmalen einer Dachmontage.