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Letzte Aktualisierung: 08.09.2024
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PV-Modul-Montage: Befestigung, Abstand & Kosten
- Wie montiere ich eine PV-Anlage? Auf einem typischen, mit Ziegeln eingedeckten Einfamilienhaus-Schrägdach werden zunächst Dachhaken an die Dachsparren geschraubt und darauf die Montageschienen für die Module befestigt. Dann werden die Module montiert, miteinander verkabelt und zum Wechselrichter geführt.
- Kann ich eine Solaranlage selber montieren? Die Montage einer Solaranlage auf einem normalen Dach ist nicht sehr kompliziert. Viele Videos beschreiben, wie es geht. Auch rechtlich ist es erlaubt, die PV-Anlage – unter Einhaltung aller Sicherheitsvorkehrungen – selber zu montieren. Die DC-Verkabelung der Module zum Wechselrichter dürfen Sie ebenfalls selber verlegen.
- PV-Module Montage Abstand: zum Dachrand sollte der Abstand der Module mindestens das Doppelte des Dachüberstands betragen, um Windkräfte zu minimieren. Zum Beispiel: bei einem Dachüberstand von 50 cm Abstand zum Dachrand mindestens 100 cm. Auch zum Blitzschutz sollte ein Trennungsabstand von 0,5 m bis 1 m eingehalten werden.
- PV-Module quer montieren: In aller Regel werden Solarmodule hochkant montiert, da dies weniger Trägerschienen erfordert und die Verkabelung einfacher geht. Jedoch gibt es Unterschiede beim Ertragsverhalten. Aufs Jahr gesehen sind die einzelnen Vor- oder Nachteile einer Quer- oder Hochkant-Montage aber unerheblich. Daher kann man auch Solarmodule quer und längs kombinieren.
- Was kostet die Montage von Photovoltaik? Die Kosten für die Montage der PV-Module mit Gerüst-Auf- und -abbau, Schienen, Schrauben und DC-Verkabelung fallen je nach, Größe, Dachhöhe und Aufbauart unterschiedlich aus. Pro kWp kann man für die Befestigung der Solarpanels mit rund 750 Euro bis 1.200 Euro rechnen.
- Wie viele Klemmen pro Modul? Typischerweise verwendet man Endklemmen und Mittelklemmen. Insgesamt benötigt man vier Klemmen pro Solarmodul: zwei oben und zwei unten. Bei größeren Modulen können zusätzliche Mittelklemmen für die Solarpanel-Halterung notwendig sein, um die Stabilität zu erhöhen.
- Befestigung von Solarpanels auf Ziegeldach vs. Flachdach: Während man beim Schrägdach Dachhaken an den Sparren montiert, nutzt man auf Flachdächern eine PV-Aufständerung, um eine optimale Neigung der PV-Module zu erreichen. Zudem wird die Aufständerung mit Ballast beschwert.
- PV-Aufständerung selber bauen? Eine Aufständerung auf einem Flachdach kann man leicht selber bauen. Wetterbeständiges Holz lässt sich leicht verarbeiten und ist günstig. Besser sind Träger aus Aluminium oder Edelstahl. Unabhängig vom Material muss sichergestellt werden, dass die Module auch Stürmen standhalten und die Traglast des Daches nicht übersteigen.
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Montage-Kosten von PV-Anlagen
Die Montagekosten für typische Dachanlagen auf Einfamilienhäusern bestimmern sich einerseits durch die
- Arbeitskosten für die Installateure,
- die Gerüstkosten als auch
- die Kosten für das Montagematerial.
Kosten für Montagematerial
Zu den Montagematerialkosten zählen typischerweise alle Vorrichtungen zur Befestigung der Solaranlage auf dem Dach. Sie nehmen häufig nur einen kleineren Anteil der letztendlich resultierenden Montagekosten der PV-Anlage ein.
| Anzahl | Montagematerial | Einzelpreis | Gesamt-Kosten |
|---|---|---|---|
| 2 x 7 m | Montageprofil 33 x 38mm Nut 10 | 8 m á 59€ | 118,00 € |
| 24 St. | Modulmittelklemme inkl. M8 Schraube | 1,90 € | 45,60 € |
| 8 St. | Abschlussklemme inkl. M8 Schraube | 1,80 € | 14,40 € |
| 14 St. | Dachhaken inkl. Schrauben | 4,50 € | 63,00 € |
| 34 m | Solarkabel 6 mm² | 1,60 € | 54,40 € |
Kosten für Montage Gerüste
Viel mehr kosten u.a. das Montage-Gerüst. Bei normalen Steildächern kommen typischerweise Dachdecker-Gerüste mit entsprechender Absturzsicherung zum Einsatz. Bei Dachvorsprüngen werden aber auch teilweise Schornsteingerüste mit Schutzgerüst gegen Absturz nötig.
Die Kosten für ein Gerüst berechnen sich hauptsächlich nach Größe und Standzeit. Weiterhin fallen Kosten für die Anlieferung, den Auf- und Abbau sowie für die technische Abnahme an. Durchschnittlich ist für ein Standgerüst als Arbeitsgerüst mit einem Preis von 14 bis 16 Euro pro m² zu rechnen.
In der Regel wird ein Grundpreis für die voraussichtliche Standzeit eingeplant, weitere Standtage oder -wochen kosten dann einen entsprechenden Aufschlag. Für die Montage einer Solaranlage kann man für eine Montage auf einem 1-stöckigen Einfamilienhaus mit einer Standzeit von 1 Woche dann mit rund 750 € rechnen.
Arbeitskosten für die Montage einer Solaranlage
Der mit Abstand teuerste Kostenblock bei der Dach-Montage einer PV-Anlage sind die Lohnkosten für die Dacharbeiten. Für eine einfach zu montierende Anlage mit 5 kWp sollte man durchaus 2 x 3 Arbeitstage berechnen.
Die Personalkosten belaufen sich dann auf rund 1.500 €. Allgemein kann man rechnen: Die Kosten für die Montagearbeiten belaufen sich bei kleineren Solaranlagen bis 10 kWp auf etwa 300 Euro pro kWp.
Schritte bei der Montage auf einem Ziegeldach
Aufdachmontage
Soll eine Photovoltaik-Montage auf einem schrägen Dach vorgenommen werden, geht dies nur bei Einhaltung der üblichen Sicherungsvorkehrungen. Trockenes Wetter ist eine weitere Grundvoraussetzung für eine erfolgreiche Montage.
Der erste Schritt zur Aufdachmontage einer PV-Anlage ist das Anbringen von Dachhaken auf dem Dachstuhl. Sie werden in der Regel auf die Dachsparren verschraubt, wobei sich Zahl und Art der Dachhaken vor allem nach der zu erwartenden Belastung richtet, die aus dem Eigengewicht der Anlage und der Wind- beziehungsweise Schneelast resultiert.
Es gibt Dachhaken speziell für die unterschiedlichen Ziegelformen. Um sie zu befestigen muss die Dachdeckung an der für den Sitz der Haken vorgesehenen Stelle entfernt bzw. ausgeschnitten (geflext) werden und anschließend wieder aufgebracht werden.
Dann folgt die Anbringung der entsprechenden Tragschienen (parallel, als Kreuzschienen oder auf Kurzschienen), die das Montagesystem tragen. Diese werden fest miteinander verschraubt. Hilfreich sind hier höhenverstellbare Dachhaken, denn mit ihnen lassen sich gegebenenfalls Unebenheiten des Dachs ausgleichen und die Solarmodule bilden stets eine ebene Fläche.
Anschließend werden die PV-Module auf das Montagesystem montiert. Das geschieht entweder mit Modulklemmen oder man legt die Module in spezielle Schienensysteme ein. Manche Schienen besitzen extra Kabelkanäle: Sie erleichtern das nachfolgende Verlegen der Kabelverbindungen.
Montage-System IBC TopFix 200 (2-lagig) für Ziegel-Schrägdächer (Foto: IBC SOLAR AG)
Das PV-Montagesysteme MS+ von Renusol ermöglicht eine schienenlose Befestigung der Module auf einem Trapezblechdach. (Foto: Renusol)
Spezielles Photovoltaik-Montage-System für Blechfalzdächer von BayWa (Grafik: BayWa r.e. Solar Energy Systems GmbH)Indachmontage
Alternativ zur Aufdachmontage ist eine Indachmontage denkbar, bei der die PV-Module zum funktionalen Bestandteil der Dachhaut werden und Teile der Dachhaut ersetzen. Die gegenüber der Aufdach-Anlage besser aussehende Dachintegration ist aufwändiger und teurer. Hier ist auf eine Hinterlüftung wie zum Beispiel mit einer Konterlattung zu achten.
Kaltdächer mit ihren hinterlüfteten Dachkonstruktionen eignen sich für die Indach-Montage einer Photovoltaik-Anlage daher besser als gedämmte Dachkonstruktionen von Warmdächern. Durch die Kaltdach-Konstruktion kann die Stauwärme, die sich hinter bzw. unter den Modulen bildet, abgeführt werden. Dies beugt einem Überhitzen der Module vor.
Zur Montage selbst bieten Hersteller Komplettsets an. Dabei werden die Module selbst in der Regel direkt auf der Dachlattung montiert. Für den regensicheren Anschluss wird das Modulfeld dann an allen Seiten in die Dachdeckung mit jeweils einer Dachpfannen-Reihe bzw. -Spalte eingebunden.
Neben der Montage von PV-Modulen in die Dachhaut kann die Photovoltaikanlage die Dachhaut auch komplett ersetzen. Solche Solar- bzw. Energiedächer sehen optisch gut aus und ersparen die Kosten für die Dacheindeckung. Neben den klassischen Modulen kommen u.a. auch Solardachziegel als eine spezielle Form der Indach-Montage zum Einsatz. Die Solarmodule sind dabei als Ziegel geformt und können in die bestehende Dachhaut ohne weitere Montagesysteme integriert werden. Der Preis liegt jedoch über dem von herkömmlichen Indach-Anlagen.
Quer- und Hochmontage von PV-Modulen
In der Praxis werden die allermeisten PV-Module auf einem typischen Schrägdach hochkant montiert. Das hat zwei einfache Gründe.
- Einerseits benötigt man bei einer vertikalen Modul-Montage weniger Meter Alu-Montageschienen. Das spart Kosten.
- Andererseits sind die meisten Anschlussdosen bei einem hochkant montierten Modul oben bzw. unten positioniert, wobei die Anschlusskabel dann links und rechts abzweigen. Dies ist prädestiniert für eine Hochkant-Montage, während eine Quermontage die Verlängerung der Solarkabel erforderlich machen würde.
Ob Solarmodule quer oder hochkant installiert werden, ist hinsichtlich des Solarertragsnicht gänzlich unbedeutend. Vor allem kommt es darauf an, ob es sich um "normale" Vollzellen- oder eben um Halbzellenmodule handelt. Dabei ist die elektrische Verschaltung der Zellen entscheidend:
- Das Vollzellenmodul besteht aus häufig 60 in Reihe geschalteten Zellen von denen dann 20 zu 3 Reihenschaltungen zusammengefasst werden und mit Bypass-Dioden überbrückt werden können.
- Beim Halbzellenmodul gibt es hingegen 2 Mal 3 Reihenschaltungen mit jeweils dann 60 Halbzellen, die beide parallel geschaltet werden. Jede einzelne Reihenschaltung lässt sich dann wieder per Bypass überbrücken.
Die spezielle Verschaltung des Halbzellenmoduls führt grundsätzlich dazu, dass Teil-Verschattungen weniger in Reihe geschaltete Zellen negativ beeinflussen und dies daher zu geringeren Ertragseinbußen führt. Dies kann sich auch unter verschiedensten Bedingungen in mehr oder weniger Ertragsverlusten bei einer Hochkant- bzw. Quermontage äußern.
Beispiele:
- Bei sehr flach montierten Modulen kann sich an deren Unterkante Regenwasser stauen und zu einem Dreckrand führen. Hier sind bei einer Hochkantmontage beim Vollzellenmodul alle 3 Reihenschaltungen betroffen, beim Halbzellenmodul nur eben die Hälfte der Zellen. Die Quermontage ist hier im Vorteil.
- Ein ähnlicher Zusammenhang besteht im Winter. Dann rutscht der Schnee von oben nach unten ab und das Quermodul ist im Vorteil. Beim Halbzellenmodul ist es wiederum davon abhängig, wie schnell der Schnee rutscht, ob eine Hochkant-Montage im Vor- oder Nachteil ist.
- Dieser Zusammenhang besteht auch bei Modulen mit Ost- und West-Ausrichtung. Die aufgehende Sonne bzw. die untergehende Sonne führt in Ostausrichtung bei Quermontage zu höheren Erträgen, während die Hochkantmontage in Westausrichtung abends noch länger Strom produzieren kann.
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Photovoltaik-Befestigung & Montage Solarpanels auf einem Flachdach
Das Gestell, das auch Aufständerung genannt und häufig aus dem Leichtmetall Aluminium gefertigt wird, auf dem die PV-Module montiert werden, können Sie bei einem Flachdach entweder fest auf dem Dach verschrauben, wobei sie auf eine energetisch dichte Montage achten müssen, die die Dachdämmung nicht beeinträchtigt. Alternativ können Sie die Module auf einem Flachdach auch auf ein Gestell montieren, dass in geeigneten Wannen fußt, die Sie vorschriftsgemäß beschweren, zum Beispiel mit Steinen oder Schotter.
Aus der beschriebenen Montage ergibt sich der Vorteil, dass die Solarmodule hinterlüftet werden. Die daraus resultierende Kühlung kommt dem Funktionsprinzip der Module zugute – und wirkt sich positiv, sprich: ertragssteigernd, auf die Leistung (Stichwort: Wirkungsgrad) der Anlage aus.
Insbesondere Wannensysteme haben jedoch den Nachteil, dass die Gewichte in den Kunststoffwannen sehr schwer sind und das Schwergewicht die Statik des Flachdachs zusätzlich belasten kann. Dieser Umstand sollte vor der Montage überprüft werden.
Dann werden bei einer Aufdachmontage auf einem flachen Dach die Aufständerung der Module aufgestellt und fachgerecht befestigt. Hierbei ist zu beachten, dass die Modulreihen im optimalen Abstand zueinander aufgestellt werden. Anschließend befestigt man die Module an der Aufständerung. Danach installiert man die Elektrik und kontrolliert schließlich die Montage auf mögliche Montagefehler.
Da die meisten Flachdächer beziehungsweise die auf ihnen aufgebrachten Dämmungssysteme nicht unbedingt für eine hohe Beanspruchung, wie sie ein häufiges Betreten darstellt, ausgelegt sind, muss man sich bei der Flachdach-Montage sehr vorsichtig bewegen.
Verlege- und Ballastplan (Foto: IBC SOLAR AG)
Verlegen der Bautenschutzmatten (Foto: IBC SOLAR AG)
Montage der Bodenschienen-Verbinder (Foto: IBC SOLAR AG)
Einsatz der Bodenschienen-Lehre (Foto: IBC SOLAR AG)
Montage der Modul-Stütze (Foto: IBC SOLAR AG)
Ausmessen des Stützenabstandes (Foto: IBC SOLAR AG)
Montage der Photovoltaik-Module (Foto: IBC SOLAR AG)
Anbringen der Rückseitenbleche (Foto: IBC SOLAR AG)
Verkabelung der Module (Foto: IBC SOLAR AG)Experten-Wissen: Nicht fest mit dem Dach verbundene PV-Module wie z. B. auf Flachdächern neigen selbst bei kleinsten Dachneigungen zum "Wandern". Grund sind schwerkraftbedingte Hangabtriebskräfte, die durch Temperaturschwankungen die Anlage rutschen lassen. Um solche "Raupeneffekte" zu verhindern, ist bei der Montage eine Schutz- und Gleitlage zwischen Montagesystem und Dachabdichtung einzuplanen, die thermische Ausdehnungen aufnimmt. Zudem sollte ein Verrutschen der Unterkonstruktion auf den Matten verhindert werden, indem z.B. die Schutz-/ Trennlagen mit der Bodenschiene verbunden werden (z.B. Verklebung, Klemmung oder andere mechanische Befestigung).
Verkabelung der PV-Module
Durch direkte Verkabelung der Module untereinander werden sie zu einem String in Reihe geschaltet. Die Spannungen der Einzelmodule werden zur Stringspannung addiert. Die Verkabelung erfolgt häufig durch einadrige Leitungen mit verpolungssicheren Anschlüssen.
Zu lange Leitungen werden aufgerollt. Zu kurze Leitungen müssen verlängert werden. Bei der Montage dürfen die Leitungen nicht gezogen, geknickt oder gequetscht werden, um die die Isolierung nicht zu beschädigen.
Die Module in einer Reihe werden direkt an den Modulleitungen miteinander verkabelt. Von den äußeren Modulen werden längere Generatoranschlussleitungenzum Wechselrichter verlegt. Bei mehreren (z. B. mehr als drei) Modulreihen, die zu einem String zusammengeschlossen werden, können Verbindungsleitung zwischen den Reihen benutzt werden.
Der Wechselrichter darf prinzipiell in allen trockenen Räumen montiert werden. Da mit geringen Betriebsgeräuschen zu rechnen ist, wird von einer Montage in Wohnräumen abgeraten. Die Anschlüsse am Wechselrichter dürfen immer nur von einem zugelassenen Elektro-Installateur durchgeführt werden, da hier Spannungen von mehr als 125 Volt auftreten können.
Eine fehlerhafte bzw. nicht fachgerechte Montage von PV-Modulen, DC-Leitungen und Steckern kann zu Isolationswiderstandsfehlern führen, die z. B. durch Lichtbögen Brände verursachen können. Deshalb ist insbesondere eine fachgerechte Leitungsverlegung und -befestigung an der Modulunterkonstruktion erforderlich.
Der Mindestabstand zwischen Modulunterseite und Dachhaut muss, entsprechend dem Regelwerk des deutschen Dachdeckerhandwerks mindestens 6 cm betragen. Die PV-Anlage muss einen Mindestabstand bis zur Attika, bzw. bei Dächern ohne Attika bis zum Dachrand, von 50 cm haben.
Vorschriften für die Montage einer Photovoltaik-Anlage
Die Montage einer Photovoltaik-Anlage unterliegt Normen und Vorschriften, um einen einwandfreien und sicheren Betrieb zu gewährleisten.
Bei der Montage einer Photovoltaik-Anlage sind zwingend die entsprechenden Baunormen wie die für Holzbau, Stahlbau, Leichtmetallbau sowie Statiknormen wie die für Wind- und Schneelasten an Tragwerken einzuhalten. Wesentliche Grundlage zur Ermittlung der statischen Anforderungen an das Montagesystem sind
- die DIN 1055-4:2005-03 „Einwirkungen auf Tragwerke: Windlasten“ sowie
- die DIN 1055-5:2005-07 „Einwirkungen auf Tragwerke: Schnee- und Eislasten“.
Orientierung bietet auch die EN 1991, die die Lastbemessung innerhalb der Europäischen Union vereinheitlicht und in die beide vorgenannten Normen ebenfalls eingeflossen sind.
Photovoltaik-Anlagen gelten laut DIBt als bauliche Anlagen im Sinne des Baurechts und fallen damit unter die Landesbauordnung. Alle nicht geregelten Bauprodukte wie z. B. Montagesysteme bedürfen demnach
- einer allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassung,
- eines allgemeinen bauaufsichtlichen Prüfzeugnisses oder
- einer Zustimmung im Einzelfall durch die oberste Baubehörde des jeweiligen Bundeslandes.
Dachintegrierte Anlagen müssen aus brandschutztechnischer Sicht insbesondere die Anforderungen der jeweiligen Landesbauordnung (LBO) erfüllen. In der Regel wird der Nachweis für „harte Bedachung“ nach DIN 4102-7 bzw. EN 13501-5 verlangt, der für das System aus Modulen und Montagekonstruktion zu erbringen ist. Grundsätzlich wird mindestens Baustoffklasse B2 nach DIN 4102-1 für die verwendeten Materialien gefordert, abhängig von der Einordnung der Gebäudeklasse.
Bevor man eine Photovoltaikanlage auf einem Dach montiert, ist es zudem zwingende Voraussetzung, sich mit den einzuhaltenden Sicherheitsvorschriften vertraut zu machen. Zu beachten sind weiterhin technische Richtlinien wie die des Dachdeckerhandwerks oder der Bauprodukthersteller und Komponentenhersteller.
| Unfallverhütungsvorschriften (UVV) | Vorschriften für den elektrischen Anschluss |
|---|---|
| ENV 1991, 2-3 Schneelasten | DIN VDE 0100 (IEC 60364), Teil 712 |
| ENV 1991, 2-4 Windlasten | DIN VDE 0100 - 540 |
| DIN 18338 Dachdeckungs- und Dachdichtungsarbeiten | DIN VDE 0100 Teil 410 (Erdung) |
| DIN 19339 Klemptnerarbeiten | DIN VDE 0298 (Elektrische Anlagen) |
| DIN 18451 Gerüstarbeiten | DIN EN 62305– Blitzschutz |
| BGV D 36 Leitern und Tritte | VDE 0185 Blitzschutzanlagen |
| BGR 203 Dacharbeiten | ENV 61024 Betrieb von Starkstromanlagen bis 1000 V |
| BGR 198 Einsatz von persönlichen Schutzausrüstungen gegen Absturz | VDE 0105 Kabel und Leitungen in Gebäuden |
Experten-Tipp: Die Richtlinie VDI 6012 Blatt 1.4 „Regenerative und dezentrale Energiesysteme für Gebäude; Grundlagen; Befestigung von Solarmodulen und -kollektoren auf Gebäuden“ hilft bei der fach- und sachgerechten Konstruktion und Auswahl der verfügbaren Montagesysteme und Befestigungsmittel, damit eine bestimmungsgemäße Ausführung der Montage und der Betrieb der Photovoltaik-Anlage gewährleistet werden können.
Einbau vom Fachbetrieb oder Selbstmontage?
Wer eine Photovoltaik-Anlage (kurz: PV-Anlage) kauft, bekommt vom Hersteller die passende Montageanleitung gleich mitgeliefert. Die ist allerdings kein Freifahrtschein für die Selbstmontage. Denn die Montage der Solastromanlage braucht gute bis sehr gute handwerkliche Fähigkeiten, mehr als ein Paar kundige Hände und vor allem fundiertes Wissen der Elektrotechnik. Montagefehler sind schnell gemacht - und können die Funktionstüchtigkeit der Anlage nachhaltig beinträchtigen bzw. verhindern, den optimalen Solar-Ertrag zu erzielen.
Wem die Erfahrung fehlt, der sollte die Photovoltaik-Montage unbedingt einem kompetenten Elektronikfachbetrieb überlassen. Den Anschluss der Anlage ans Netz muss auf jeden Fall ein Fachhandwerker ausführen. Am besten ist es im Falle fehlender Erfahrung und oder Fachkenntnisse, die Planung und Durchführung der Montage komplett in die Hände von Profis zu legen, die später auch die Wartung und gegebenenfalls Störungsbeseitigung oder Reparatur vornehmen.
Wer sich den Job zutraut, muss vorab unbedingt klären, was die Selbstmontage in Bezug auf die Gewährleistung bedeutet. Es könnte sein, dass die Eigenleistung ein Erlöschen der Voraussetzungen für die Versicherung der Photovoltaikanlage und die Gewährleistungsansprüche und Garantie verursacht.
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