PV für fehlende Lastreserven
Gebäude mit Flachdachbereichen verfügen häufig nicht über die notwendigen Lastreserven im Dachbereich, eine Photovoltaik-Anlage zu installieren. Auf der Basis bewährter Techniken wurde ein neues Konzept entwickelt und an verschiedenen Standorten erfolgreich realisiert. Umfangreiche Dachsanierungen sind nicht erforderlich.
Viele Dachkonstruktionen, insbesondere Flachdachbereiche und Hallendächer erlauben keine statischen Belastungen, wie sie durch zusätzliche Wind- und Schneelasten bei aufgeständerten Photovoltaik-Modulen entstehen. Insbesondere unter dem Aspekt, keine zusätzlichen Lasten auf die beste¬hende Dachkonstruktion wirken zu lassen, wurden für diesen Einsatzbereich Photovoltaikmodule entwickelt.
Es handelt sich hier um Dünnschichtmodule der Firma Unisolar, bestehend aus Dünnschichtzellen mit Triple-Junction-Technologie, die auch unter ungünstigen Dachausrichtungen hohe Leistungen erzielen. Die PV-Laminate sind flexibel, mit einer sehr witterungsbeständigen, hoch lichtdurchlässigen Abdeckung aus Tefzel® versehen und werden daher auch als PV-Folienmodule bezeichnet. Diese Folienmodule sind auf einem 0,7 mm starken Spezial-Blechträger geklebt und unter der Bezeichnung PV-Plate am Markt zu beziehen. Zwei Varianten kommen hierbei zum Einsatz. Für beide Varianten entfällt die aufwendige Gestell-Unterkonstruktion, wie sie bei PV-Glas-Module bekannt ist, seien es nun mono- oder polykristalline Module oder auf der Dünnschicht-Technik basierende.
Die eine Variante eignet sich insbesondere für Dächer, deren Dacheindeckung aus Bitumenbahnen besteht. Die PV-Plates werden mit Hilfe eines Spezialklebers direkt auf die bestehende Bitumendachhaut geklebt. Umfangreiche Dachsanierungen sind nicht erforderlich. Durch die Verklebungstechnik mit dem Dachuntergrund werden Durchdringungsstellen in der Dachhaut vermieden, und so die Gefahr späterer Feuchtigkeitsschäden ausgeschlossen.
Die andere Variante ist insbesondere für Trapezblech-Dächer konzipiert, wo die PV-Plates direkt auf die Trapezbleche geschraubt werden. Der Vorteil bei dieser Verschraubung ist, dass die Ausführung der Dachunterkonstruktion, wie beispielsweise Lage und Material der Sparren und Träger, keinen Einfluss auf die Montage der Module hat. Da die PV-Plates nicht an Sparren oder Trägern befestigt werden müssen, sondern nur mit der äußeren Blechhaut des Daches verschraubt werden, erübrigt es sich, deren Positionierung festzustellen, insbesondere bei ausgebauten Dachbereichen eine mitunter zeitaufwendige Arbeit.
Die PV-Plates können größere Spannungen im Dachbereich besser verkraften als beispielsweise rahmenlose Glas/Glas-Module, deren Unterkonstruktion eine spannungsfreie Verlegung und Befestigung gewähren muss. Zu große Spannungen im Dachbereich führen zu Glasbruch der Glas-Module. PV-Plates, also Folienmodule, sind hier wesentlich stärker beanspruchbar.
Dünnschicht-Module verfügen über einen günstigen Temperaturkoeffizienten bzgl. ihrer Leistung. Dieser ist wesentlich besser als der von Modulen mit poly- und monokristallinen Siliziumzellen. Bei hohen Temperaturen verringert sich die Leistung der Dünnschicht-Module nicht in dem Maße, wie es bei kristallinen Modulen der Fall ist. Die Dünnschicht-Module PV-Plate benötigen allerdings aufgrund ihrer relativ niedrigen Leistungsdichte wesentlich mehr Fläche bei gleicher Anlagenleistung als poly- oder monokristalline Module.
Jede Siliziumzelle der PV-Plates ist mit einer Bypassdiode ausgerüstet. Eventuell auftretende Verschattungen führen daher nicht zum Ausfall des ganzen Moduls, eventuell sogar des ganzen Strings, was einen entsprechend starken Leistungseinbruch der Anlage zur Folge hat. Lediglich nur die jeweils betroffene Zelle fällt für die Zeitdauer der Verschattung aus. Die gesamte Anlage fährt daher in einem wesentlich stabileren Betrieb. Die Triple-Junction-Technologie ermöglicht, ein breites Wellenspektrum zu absorbieren, was auch ein günstiges Verhalten bei bedecktem Himmel bewirkt. Auch ungünstige Dachausrichtungen werden für die Solarstromerzeugung hiermit interessant.
Die Tefzel®-Oberfläche verhindert Verschmutzungen der Module, selbst bei geringen Neigungen macht sich die Selbstreinigung der Module durch den Lotuseffekt bemerkbar.
Unter versicherungstechnischen Aspekten stellt sich die Verklebung mit dem Dach als äußerst diebstahlsichere Variante im Vergleich zur Verschraubungen dar. Hier müsste schon das ganze Dach gleich mit abgerissen werden, was ohne Beschädigung der Module nicht möglich ist. Die minimale Reflexion der strukturierten Oberfläche und plane Montage der Module ermöglicht den Einsatz im Denkmal geschützten Bereich von Gebäuden. Es zeigen sich viele interessante Aspekte und Vorteile bei Einsatz dieser Technologie.
Projektbericht März 2008
