Die Dächer der Straßenbahnwerkstätten in München wurden mit PV-Modulen ausgestattet (Foto: SWM)

Solaranlage auf Münchener Straßenbahn-Werkstätten

Auf den rund 16.000 m² großen Hallendächern der Trambahn-Hauptwerkstätten in München-Giesing, ursprünglich 1918 als Kriegsmetallwerk von Karl Stöhr erbaut, schimmern heute Solarmodule im Sonnenlicht. Die Stadtwerke erkannten das Potenzial des Gebäudekomplexes für eine klimafreundliche Stromproduktion.

Nach ersten Vorplanungen entschieden sich die SWM, die Laternenflächen zur Gewinnung der Solarenergie zu nutzen. Im Zuge dessen ließen sich auch weitere haustechnische Einrichtungen, wie die Blitzschutzanlage, den Anforderungen gemäß anpassen.

Für die Umsetzung des Projekts beauftragten die Stadtwerke die Münchener Architekten Dipl.-Ing. Sepp Wanie und Dipl.-Ing. Oliver Glück mit der Planung und Bauleitung.

Solarmodule passen sich an Dach an

Als geeignet erwies sich die Montage einer dachintegrierten Photovoltaikanlage auf Evalon®-Solar Kunststoff-Dachbahnen des Herstellers alwitra.

Unmittelbar auf der Dachbahnenoberfläche sind flexible PV-Module von Uni-Solar mit Dünnschicht-Triple-Junction-Technologie kraftschlüssig und wasserdicht auflaminiert. Das Prinzip ermöglicht eine flexible Anpassung an viele Dachformen und verzichtet dabei auf zusätzliche Rahmen mit Aufständerungen.

Dreilagige Zellen nutzen variable Wellenlängen

Die Solarmodule selbst setzen sich aus flexiblen Solarzellen mit einer Größe von je 240 x 340 mm zusammen. In Serie geschaltet und mit Bypass-Dioden zwischen allen Zellen sind sie universell wetterfest und transparent polymerverkapselt.

Die dreilagigen Zellen von Uni-Solar verfügen darüber hinaus über Strom erzeugende Schichtsysteme aus amorphem Silizium. Von den drei übereinander liegenden Silizium-Zellen werden variierende Wellenlängen des Sonnenlichts genutzt, was den Wirkungsgrad erhöht und konstante Erträge sicherstellt.

Dank der charakteristischen Anordnung der PV-Module auf der Bahn lässt sich Letztere wie eine koventionelle Kunststoff-Dachbahn von der Rolle weg verlegen. Sämtliche Anschlussleitungen werden verdeckt und damit witterungsgeschützt unter den Bahnen geführt.

Für den Anschluss der Solarpaneele an die benötigten Netzwechselrichter wird eine Dachabdichtung verhindert. Auch alle weiteren elektrischen Bauteile, wie Anschlusskästen, DC-Trenneinrichtungen und Wechselrichter, sind gemeinhin witterungsgeschützt unter dem Dach montiert.

Satteldächer erwiesen sich als geeignet

Um die optimale Nutzung der vorhandenen Flächen auf den Laternen der Trambahn-Hauptwerkstätten zu ermitteln, stellten die Architekten den Fachtechnikern von alwitra alle relevanten Informationen, wie Gesamtflächen, Gefälle, Achsausrichtung und Verschattungen, zur Verfügung.

Es ergab sich, dass alle vier jeweils 856 m² großen Laternendachflächen mit ihren Mittelachsen nahezu in Nord-Süd-Ausrichtung liegen. Mit 16° wiesen die Satteldachflächen darüber hinaus eine hinreichende Dachneigung auf.

Nur auf einer Dachteilfläche kommt es aufgrund dreier Aufbauten zu einer geringfügigen Verschattung.

Die fast 102 m langen Laternen weisen eine Gesamtbreite von je 8,4 m auf. Für die optimale Nutzung konzipierten die alwitra-Techniker jeweils einen Verlegeplan pro Laterne. Auf vier Dächern kamen gemäß Plan Evalon®-Solar Bahnen in 1,55 m Breite und 3,36 m Länge sowie je drei Modulreihen zum Einsatz. In Summe erreicht die Photovoltaikanlage eine Gesamtleistung von 89,85 kW_p.

Für die Montage der Anlage verblieben die vorhandenen Schichten auf den Satteldachflächen. Lediglich im Traufbereich entfernten die Dachdecker die vorhandene Dachbahn in einem parallel zur Traufe verlaufenden Streifen. In identischer Breite entnahmen sie auch einen Teil der Dämmung aus Mineralwolle.

Diese spezifische Aussparung dient der Aufnahme der Leitungen und Modulanschlüsse der Solar-Bahnen. Im nächsten Arbeitsschritt rollten die Fachhandwerker eine Solar-Bahn von der Traufe zum First aus und positionierten sie gemäß der mittels Schnurschlag angezeichneten Markierungen.

Verlegung der Kunststoff-Dachbahnen

Für die Lagesicherung wurde die Bahn am First mit drei Tellerdübeln in der Kopfnaht angebracht. Eine weitere Fixierung fand je nach Verlegerichtung an der Seitennaht, welche durch die nächste Bahn 11 cm überlappt wurde, statt. Auf die gleiche Weise verlegten die Handwerker auch die folgenden Bahnen.

Zur Ausbildung des Traufanschlusses liegt eine Bahn parallel zur Traufe. Dabei überlappt die obere Längsnaht die Solar-Bahnen und wurde homogen verschweißt.

Am Abschluss der Traufe befindet sich ein gekantetes Verbundblech, mechanisch an der Holzunterkonstruktion fixiert. Ein darüber mit Quellschweißmittel homogen verschweißter Anschlussstreifen verbindet die Evalon® sachgerecht mit dem beschichteten Verbundblech.

Am First ließ sich die Fläche zwischen den, auf beiden Dachseiten verlegten, Solar-Bahnen mit einer ebenfalls parallel zur Traufe verlegten Dachbahn erfolgreich schließen.

Auf allen vier Laternen konnten die Dachflächen nicht durchgehend mit der Solarbahn ausgestattet werden, da entsprechende Teilbereiche für den Blitzschutz frei bleiben mussten. Die Anfangs- und Endbereiche blieben mit je 4 m Breite modulfrei.

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