Solarstrom statt Asbestdach

Das Schweizer Unternehmen „Sägewerke Christen“ setzt schon seit den 80er Jahren mit Wärmekraftwerken auf regenerative Energien. Für das aktuelle Ziel, mit Sonnenenergie Strom zu gewinnen, holte sich Geschäftsführer Bruno Christen professionelle Beratung vom Planungs- und PV-Installationsunternehmen SunTechnics Fabrisolar AG. Die Dächer der Produktions- und Lagerhallen des Sägewerks boten genug Fläche für ein Solarkraftwerk. In der Regel sind PV-Anlagen auf der Dacheindeckung als sogenannte Aufdachanlage montiert. Im Fall der Sägewerke Christen war die Eindeckung jedoch in einem Zustand, welcher den kompletten Austausch der Dachhaut nötig machte. Die Planer entschieden sich deshalb, eine so genannte dachintegrierte Anlage zu installieren; in diesem speziellen Fall kommt die Unterkonstruktion der PV-Anlage ohne Unterdach aus. Diese Art der Montage erforderte eine enge Zusammenarbeit von Elektro-Installateur und Dachdecker. Dadurch, dass beim Projekt Sägewerke Christen AG kein Unterdach nötig war, wurden nicht nur Material und Kosten gespart, sondern es wird zudem das durch die Modulfolie einfallende Tageslicht genutzt. Des Weiteren tritt durch das Weglassen des Unterdaches kein Wärmestau auf und somit auch keine erhöhten Widerstände im Solarmodul, was wiederum die Performance Ratio der gesamten Anlage begünstigt und eine höhere Leistung generiert.

Gute Planung ist alles

Bei der Planung der PV-Anlage mussten verschiedene Punkte berücksichtigt werden. Die erste Frage war, ob der bestehende hölzerne Dachstuhl die nötigen statischen Voraussetzungen erfüllt, um die Unterkonstruktion mitsamt Modulen und Schneelast zu tragen. Es stellte sich heraus, dass der Lastabtrag des Sparrendaches dafür groß genug war.

Die zweite Frage betraf die Solarmodule: „Bei der Auswahl der Module haben wir Wert auf einen hohen Wirkungsgrad und ein herausragendes Schwachlichtverhalten gelegt. Darüber hinaus sollten die Module auch hohen Schneelasten standhalten. Deshalb rieten wir Bruno Christen zu den TSM-PC05A ‚Honey‘ Hochleistungsmodulen von Trina Solar“, erläutert Mario Winkler, Planer bei der SunTechnics Fabrisolar AG.

Drittens spielten Sicherheitsaspekte eine Rolle: Das Modulglas muss aus vorgespanntem Einschei­ben­­schutzglas bestehen, damit im Bruchfall keine scharfkantigen großen Splitter in die Produktions- und Lagerhallen herunterfallen. Zudem ist das Glas tem­­peraturbeständiger als herkömmliches Fensterglas. „Ein weiterer wichtiger Punkt ist der Brandschutz, der gewährleistet wird, weil die Solarmodule inklusive der Anschlussdose einen Abstand von 10 cm über der Holzunterkonstruktion aufweisen“, erklärt Winkler.

Von der Planung in die Praxis

Nach der Vorplanung konnte die Arbeit auf der Baustelle beginnen. Zunächst war es nötig, die Dimen­sionen der Dächer zu erfassen sowie Absturzsi­cherungen anzubringen. Anschließend wurde ein Eter­­nitdach nach dem anderen abgetragen und fachgerecht entsorgt. Das Team konnte auf Kran und Gerüst verzichten, denn die alten Eternitplatten und die neuen Bauteile waren leicht genug für eine mobile Hebebühne, die sich zudem flexibel einsetzen ließ und Personal sparte.

Die PV-Module haben im Standardbereich eine Abmessung von 1,65m x 1 m. In der Regel decken sich diese Abmessungen nicht mit der bestehenden Dachfläche. Daher verlängerten die Zimmerer die Pfetten und Sparren der Dächer auf die entstehende Modulfeldgröße. Aluminium-Strangpressprofile auf dem hölzernen Dachstuhl bilden die Unterkonstruktion der Solarmodule. Für das Eternitdach war es kein Problem, dass die Dachbalken unregelmäßig waren, für das neue Dach mit den PV-Modulen mussten Unebenheiten allerdings ausgeglichen werden. Denn zum einen müssen die Module ganz plan liegen, so dass eine gleichmäßige Fläche entsteht, zum anderen muss das Konstruktionssystem die gerahmten Module so verbinden, dass sie ein absolut dichtes Dach ergeben. Genauigkeit spielt hier eine wichtige Rolle, denn der Toleranzbereich des Montagesystems beträgt nur 4 mm.

Den Abstand zwischen den Modulen überbrückt eine vertikale Sogleiste, welche auf der Unterkonstruktionsschiene mit Mittelrohr befestigt ist. Die Sogleiste verhindert, dass starke Winde die Module herunterreißen. Das Mittelrohr ist zugleich funktional; es fängt eventuell eindringendes Wasser auf und lenkt es Richtung Traufe. Die Module wiederum sind durch ein Aluprofil umrahmt. Dieser Alurahmen ermöglicht die Quermontage der Solarmodule mit einer Spannweite von 1,65 m. Somit konnte auf kostenintensive zusätzliche Modulträger verzichtet werden, welche zudem auch den Lichteinfall verringert hätten.

„Eine dachintegrierte Lösung bei Photovoltaikanlagen hat bei der Dachsanierung von Bestandsbauten mehrere Vorteile: Einerseits wird ein stromproduzierendes Kraftwerk installiert; andererseits stellt dieses Solarkraftwerk gleichzeitig die wasserführende Schicht, also quasi das eigentliche Dach dar. Auf diese Weise werden zwei Fliegen mit einer Klappe geschlagen“, resümiert Winkler.

Eigenleistung und Zusammenarbeit mit Experten

Die Montage des Systems erfolgte in weiten Teilen in Eigenleistung. Viele der Mitarbeiter aus dem Sägewerk halfen mit und montierten selbst die Module auf dem Dach, unterstützt von der SunTechnics Fabrisolar AG. Ein Fachmann, der über eine entsprechende Zertifizierung für das Montagesystem Mecosun-Gestell MV3 verfügt, leitete die Helfer an. In zehn Tagen wurden mehr als 3500 Module verlegt. Ein Elektriker schloss die Anlage am Ende fachgerecht an.

Kraftwerk auf dem Dach

Das „Kraftwerk“ auf dem Dach produziert saubere Energie, die nicht nur für den Betrieb der beiden Sägewerke in Luthern und Willisau reicht: Einen Überschuss von rund 70 Prozent speisen die Sägewerke in das öffentliche Netz ein und versorgen im Dorf Luthern rund 300 Haushalte. In einem Durchschnittsjahr erzeugt die Anlage rund 850 000 kWh Strom. Zudem fällt durch die halbtransparenten Module Tageslicht in die Hallen, was zusätzlich Energie spart.

Autor

Ulrich Mamat ist Vertriebsdirektor Mittel- und Nordeuropa und Geschäftsführer von Trina Solar Deutschland in München.