Die Bedeutung der Struktur in Photovoltaikanlagen und die Bemessungslasten für ihre Auslegung
Beim Entwurf von Photovoltaikanlagen liegt der Fokus meist auf den Solarmodulen und ihrer Leistung. Ein kritischer, oft unterschätzter Bestandteil ist jedoch die Unterkonstruktion. Sie trägt die Module nicht nur physisch, sondern gewährleistet auch eine optimale Ausrichtung, Widerstandsfähigkeit gegenüber widrigen Umweltbedingungen und langfristige Haltbarkeit. Ein Versagen der Struktur kann das gesamte System gefährden – sowohl in puncto Sicherheit als auch Effizienz.
Unterschätzung der statischen Auslegung
Einige PV-Anlagen weisen strukturelle Mängel aufgrund schlechter Planung oder fehlerhafter Anwendung von Normen auf. Dies kann führen zu:
- Modulablösungen durch Windböen
- Verformungen durch thermische Lasten oder Schneelasten
- Überlastungen auf unzureichend vorbereiteten Dächern
- Einsturzgefahr in Erdbebenzonen
Diese Fehler beeinträchtigen nicht nur die Stromerzeugung, sondern stellen auch ein Sicherheitsrisiko dar.
Grundlagen der statischen Berechnung
Um diese Probleme zu vermeiden, muss die Strukturplanung auf einer strengen normativen Methodik basieren. In Europa gilt der Eurocode (EN 1990 bis EN 1999) als Referenzrahmen. Dieser definiert:
- Arten von Einwirkungen: ständige, veränderliche, außergewöhnliche und indirekte
- Sicherheits- und Kombinationsbeiwerte
- Materialanforderungen und Bemessungsverfahren
Die wichtigsten Lasten sind:
- Eigenlast: das Gewicht der Module und der Struktur
- Windlast: besonders kritisch bei Dach- und Hochkonstruktionen
- Schneelast: relevant in kälteren Regionen
- Temperaturlasten: Ausdehnung durch Sonneneinstrahlung
- Erdbebenlasten: in seismisch aktiven Regionen
Typen von Photovoltaik-Strukturen
1. Dachmontage (koplanar)
Direkt auf bestehende Dächer montiert. Sie müssen mit dem Dach kompatibel sein, ohne es zu überlasten oder die Abdichtung zu beeinträchtigen. Winddruck und Wärmedehnung müssen berücksichtigt werden.
2. Dreieckstrukturen
Ideal für Flachdächer, da sie eine optimale Ausrichtung ermöglichen, ohne die Dachneigung zu verändern. Befestigung mittels mechanischer Verankerungen oder ballastierter Systeme:
- Ballastsystem: optimiert für den Einsatz mit Gewichten, ohne Dachdurchdringung
- Gegengewichtsystem: zusätzliche Gewichte auf einer Struktur, die dafür nicht konzipiert wurde – kann zu Überlastung führen, wenn nicht richtig analysiert
3. Bodenmontage
Wird in Solarparks verwendet, erfordert spezielle Fundamente. Wind, Schnee, seismische Aktivität und Temperaturveränderungen sind zu berücksichtigen.
4. Solar-Carports
Erhöhte Konstruktionen, die Stromerzeugung und Fahrzeugschutz kombinieren. Müssen horizontalen Lasten, Unfällen und ästhetischen sowie barrierefreien Anforderungen standhalten.
Unsere Lösung: Ganzheitliches und optimiertes Strukturdesign
Bei SUNFER verfolgen wir einen ganzheitlichen Ansatz in der Strukturplanung von Photovoltaikanlagen – mit fortschrittlicher Technik, Normkonformität und Ressourceneffizienz. Unser Konzept umfasst:
- Individuelle Normenanalyse: Anwendung von Eurocode und lokalen Richtlinien je nach Projektstandort
- 3D-Strukturanalyse: Simulation von Wind-, Schnee- und Erdbebenlasten zur realistischen Verhaltensprognose
- Geometrische Optimierung: Minimierter Materialeinsatz bei gleichbleibender Sicherheit
- Montage ohne Dachdurchdringung: Ballastierte Systeme für empfindliche Dächer
- Vorab-Audit: Prüfung der Tragfähigkeit von Dach oder Boden
- Vollständige technische Dokumentation: Berechnungsnachweise, Pläne und Konformitätszertifikate
Dank dieser Methodik profitieren Nutzer von SUNFER-Strukturen von:
- Sichereren, langlebigeren Anlagen
- Geringeren Kosten durch Vermeidung von Überdimensionierung
- Höherer Energieeffizienz durch optimale Ausrichtung
- Weniger Eingriffen in bestehende Strukturen
- Garantierter Einhaltung internationaler und lokaler Vorschriften
Eine gut geplante Struktur ist entscheidend für Sicherheit, Effizienz und Langlebigkeit jeder PV-Anlage. Bei SUNFER verbinden wir Ingenieurwesen, Innovation und Erfahrung, um maßgeschneiderte und normgerechte Struktur-Lösungen zu bieten.