Arten von Montagesystemen für Solarmodule

Die Wahl des richtigen Montagesystems für Solarmodule wirkt sich unmittelbar auf die Sicherheit, Leistung und Lebensdauer einer Photovoltaikanlage aus. Dasselbe Solarmodul kann auf einer koplanaren, dreieckigen oder ballastierten Struktur montiert werden. Die falsche Wahl kann die Montagezeit verlängern, Wartungsarbeiten erschweren oder den Energieertrag verringern.

Auch wenn häufig die Photovoltaikmodule im Mittelpunkt stehen, spielt die tragende Struktur eine ebenso wichtige Rolle. Sie muss über Jahrzehnte Wind, Schnee, thermischer Ausdehnung und Korrosion standhalten und gewährleisten, dass die Module unter allen Bedingungen sicher befestigt bleiben.

Die wichtigsten Arten von Montagesystemen für Solarmodule sind:

• Koplanare Strukturen, empfohlen für geneigte Dächer mit günstiger Ausrichtung.
• Dreieckige Strukturen, ideal für Flachdächer sowie für geneigte Dächer, wenn der Neigungswinkel verändert oder die Ausrichtung der Module verbessert werden soll.
• Ballastierte Strukturen, die auf Flachdächern eingesetzt werden, wenn die Dachfläche nicht durchdrungen werden kann oder soll und die Konstruktion das zusätzliche Ballastgewicht aufnehmen kann.

Welches System am besten geeignet ist, hängt in erster Linie von der Dachart ab, aber auch von Dachneigung und -ausrichtung, der Möglichkeit von Dachdurchdringungen, den statischen Lasten und den Umgebungsbedingungen am Installationsort.

Bei INDEX entwickeln wir Installationssysteme und Befestigungen für Solarmodule auf Flach-, Metall- und Ziegeldächern. Daher kennen wir aus erster Hand die Faktoren, die die Wahl einer Struktur beeinflussen, sowie die Anforderungen, die sie für eine sichere und langlebige Installation erfüllen muss.

In diesem Leitfaden betrachten wir die Unterschiede zwischen den einzelnen Systemarten, ihre häufigsten Anwendungen und die Aspekte, die bei der Auswahl der jeweils passenden Lösung berücksichtigt werden sollten.

Welche Arten von Montagesystemen für Solarmodule gibt es?

Die Struktur, auf der Photovoltaikmodule installiert werden, muss sowohl an die Eigenschaften des Dachs als auch an die Anforderungen der Anlage angepasst sein.

Grundsätzlich sind koplanare Strukturen die häufigste Lösung für geneigte Dächer, da sie die vorhandene Dachneigung nutzen. Dreieckige Strukturen ermöglichen es dagegen, den Neigungswinkel der Module anzupassen, um ihre Ausrichtung zu optimieren oder Module auf Flachdächern zu installieren. Wenn die Dachfläche nicht durchdrungen werden kann oder soll, kommen ballastierte Strukturen zum Einsatz, deren Stabilität durch Betonblöcke oder andere Ballastelemente gewährleistet wird.

Die folgende Tabelle fasst die wichtigsten Unterschiede zwischen den verschiedenen Montagesystemen für Solarmodule zusammen.

Im Folgenden analysieren wir die Eigenschaften der einzelnen Systeme, um zu verstehen, in welchen Situationen welche Lösung besonders empfehlenswert ist.

Dreieckige Strukturen

Dreieckige Strukturen sind in erster Linie für Photovoltaikanlagen auf Flachdächern oder Dächern mit sehr geringer Neigung ausgelegt. Ihr wesentlicher Vorteil besteht darin, dass sich die Module im optimalen Neigungswinkel ausrichten lassen, um die Sonneneinstrahlung bestmöglich zu nutzen. Das wäre nicht möglich, wenn die Module parallel zur Dachfläche montiert würden.

Ein typisches Beispiel sind Industriehallen mit nahezu horizontalen Dächern. Würden die Module auf solchen Gebäuden direkt parallel zur Dachfläche installiert, könnte dies ihren Ertrag verringern und die Ansammlung von Wasser und Schmutz begünstigen. Mit einer dreieckigen Struktur lassen sich die Module anheben und gezielt ausrichten, um den Energieertrag zu verbessern.

Diese Art von Struktur ist jedoch nicht auf Flachdächer beschränkt. Sie kann auch auf geneigten Dächern eingesetzt werden, wenn die Dachausrichtung ungünstig ist oder der Neigungswinkel der Module erhöht werden soll, um den Jahresertrag zu optimieren.

Unser Sortiment umfasst dreieckige Strukturen mit verstellbaren Neigungen von 25°, 30° und 35° sowie Ausführungen mit fester Neigung von 5° bis 35°. Dadurch lassen sie sich an unterschiedliche Projektkonfigurationen anpassen.

Ein weiterer Vorteil dieser Strukturen ist ihre hohe Montageflexibilität. Je nach Dachbeschaffenheit können sie mechanisch an der Unterkonstruktion befestigt oder mithilfe ballastierter Systeme auf Betonblöcken installiert werden.

Die wichtigsten Vorteile dreieckiger Strukturen:

• Sie ermöglichen die Optimierung des Modulneigungswinkels.
• Sie verbessern die Nutzung der Sonneneinstrahlung, wenn die Dachausrichtung nicht optimal ist.
• Sie eignen sich für Flachdächer und bestimmte geneigte Dächer.
• Sie können mechanisch befestigt oder auf ballastierten Systemen installiert werden.

Koplanare Strukturen

Koplanare Strukturen sind die am häufigsten eingesetzte Lösung für Photovoltaikanlagen auf geneigten Dächern. Dabei werden die Module parallel zur Dachfläche montiert, sodass die natürliche Dachneigung genutzt und gleichzeitig eine dezente optische Integration erreicht wird.

Diese Art von Struktur ist bei Wohngebäuden, Gewerbebauten und Industriehallen mit Metall- oder Ziegeldächern üblich, deren Ausrichtung bereits gute Energieerträge ermöglicht.

Je nach Dachart kann die Struktur mit unterschiedlichem Zubehör befestigt werden, beispielsweise mit Halterungen für Trapezblech, Befestigungen für Stehfalzdächer, verstellbaren Doppelgewindeschrauben oder Dachhaken. Dank dieser Vielseitigkeit lässt sich das System an nahezu jede Art von geneigtem Dach anpassen.

Bei koplanaren Strukturen gibt es zwei Hauptkonfigurationen: durchgehendes Profil und diskontinuierliches Profil.

Durchgehendes Profil

Hierbei wird ein durchgehendes Längsprofil montiert, auf dem anschließend die Photovoltaikmodule befestigt werden. Die durchgehende Auflagefläche erleichtert das Einmessen und Positionieren bei der Montage und reduziert die Anzahl der erforderlichen Anpassungen auf der Baustelle.

Neben der einfacheren Montage kann diese Lösung sowohl auf Metall- als auch auf Ziegeldächern eingesetzt werden und ist damit für die meisten Projekte die gängigste Option.

Diskontinuierliches Profil

Auf Metalldächern können auch diskontinuierliche Profile verwendet werden. Statt eines durchgehenden Profils unter der gesamten Modulreihe werden dabei nur kurze Profilabschnitte an den erforderlichen Befestigungspunkten montiert.

Diese Lösung reduziert den Verbrauch von Aluminium oder Stahl und senkt das Gesamtgewicht der Struktur, was insbesondere bei großflächigen Anlagen interessant ist. Im Gegenzug erfordert sie ein präziseres Einmessen und eine sorgfältigere Montageplanung, da jede Halterung exakt an der vorgesehenen Position sitzen muss.

Aus diesem Grund wird sie vor allem auf industriellen Metalldächern eingesetzt, bei denen die Materialeinsparung den höheren Zeitaufwand für das Einmessen ausgleicht.

Die wichtigsten Vorteile koplanarer Strukturen:

• Sie nutzen die vorhandene Dachneigung.
• Sie ermöglichen eine schnelle und einfache Montage.
• Mit spezifischem Zubehör lassen sie sich an Metall- und Ziegeldächer anpassen.
• Diskontinuierliche Profile können bei bestimmten Projekten den Materialverbrauch reduzieren.

Ballastierte Strukturen

Ballastierte Strukturen sind für Flachdächer vorgesehen, bei denen Dachdurchdringungen nicht möglich oder nicht empfehlenswert sind.

Statt mechanisch am Dach befestigt zu werden, erhält das System seine Stabilität durch Betonblöcke oder andere Ballastelemente. Diese werden so bemessen, dass sie den Windlasten standhalten, ohne die Dichtheit des Gebäudes zu beeinträchtigen.

Diese Lösung kommt häufig bei Logistikgebäuden, Einkaufszentren und Industriehallen mit abgedichteten Flachdächern zum Einsatz, bei denen der Schutz der Dachabdichtung oberste Priorität hat.

Moderne ballastierte Systeme ermöglichen sowohl eine Südausrichtung als auch eine Ost-West-Anordnung der Module. Typische Neigungswinkel von 10° und 15° helfen dabei, die verfügbare Dachfläche optimal zu nutzen.

Bevor man sich für diese Struktur entscheidet, muss jedoch unbedingt geprüft werden, ob das Dach das zusätzliche Ballastgewicht tragen kann, da davon die technische Machbarkeit des Systems abhängt.

Die wichtigsten Vorteile ballastierter Strukturen:

• Keine Dachdurchdringungen erforderlich.
• Sie verringern das Risiko von Undichtigkeiten.
• Sie ermöglichen eine schnelle Montage auf Flachdächern.
• Sie sind in Süd- und Ost-West-Konfigurationen zur optimalen Flächennutzung verfügbar.

Montagesysteme nach Material: Aluminium vs. Stahl

Neben der Konstruktion der Struktur beeinflusst auch das verwendete Material Aspekte wie Gewicht, Korrosionsbeständigkeit, Montagefreundlichkeit und Projektkosten.

Bei Photovoltaikanlagen sind Aluminium und Stahl die am häufigsten eingesetzten Materialien. Beide bieten eine hohe mechanische Festigkeit und eine lange Lebensdauer, eignen sich jedoch jeweils besonders gut für unterschiedliche Anforderungen.

Die folgende Tabelle fasst die wichtigsten Unterschiede zusammen:

Wie bei der Wahl des Strukturtyps gibt es auch beim Material keine Lösung, die für jedes Projekt grundsätzlich besser ist. Die Entscheidung hängt von der Installationsumgebung, der Dachart und den spezifischen Anforderungen des jeweiligen Projekts ab.

Aluminiumstrukturen

Aluminium ist aufgrund seines hervorragenden Verhältnisses von Gewicht, mechanischer Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit das am häufigsten verwendete Material für Solarmodulstrukturen.

Sein geringes Gewicht erleichtert Transport und Handhabung während der Montage, reduziert die körperliche Belastung der Monteure und verringert gleichzeitig die dauerhaften Lasten auf dem Dach. Zudem weist Aluminium eine hohe Oxidationsbeständigkeit auf und eignet sich daher besonders gut für Außenanwendungen.

Allerdings verhalten sich nicht alle Aluminiumvarianten in aggressiven Umgebungen gleich. Bei Anlagen in Meeresnähe oder in Bereichen mit hoher Salzbelastung empfiehlt sich eloxiertes Aluminium, da es zusätzlichen Korrosionsschutz bietet.

Eloxiertes Aluminium behält eine Garantie von 25 Jahren sowohl in Innenbereichen als auch in Gebieten, die weniger als fünf Kilometer von der Küste entfernt liegen. Bei nicht eloxiertem Aluminium verkürzt sich die Garantie in diesen Umgebungen aufgrund der höheren korrosiven Belastung.

Daher sollten vor der Auswahl einer Struktur nicht nur die Dachart, sondern auch die Umgebungsbedingungen berücksichtigt werden, denen sie während ihrer gesamten Lebensdauer ausgesetzt sein wird.

Aluminium empfiehlt sich, wenn:

• das Gewicht auf dem Dach eine wichtige Rolle spielt.
• eine leichte und einfach zu handhabende Struktur gewünscht ist.
• das Projekt in feuchter Umgebung oder in Meeresnähe liegt (mit eloxiertem Aluminium).
• eine hohe Korrosionsbeständigkeit bei minimalem Wartungsaufwand im Vordergrund steht.

Stahlstrukturen

Stahl ist eine hervorragende Alternative, wenn eine besonders robuste Struktur oder eine wirtschaftliche Lösung mit hoher mechanischer Leistungsfähigkeit gefragt ist.

Seine höhere Steifigkeit macht ihn zu einem häufig eingesetzten Material in Industrieanlagen und bei Projekten, bei denen große Spannweiten überbrückt oder komplexere Geometrien umgesetzt werden müssen.

In diesen Fällen ist die Qualität der Beschichtung ebenso wichtig wie das Material selbst.

Die Solarmodulstrukturen von INDEX verwenden Stahlprofile mit ATLANTIS C4-M-Beschichtung, die für eine hohe Korrosionsbeständigkeit im Außenbereich entwickelt wurde. Je nach Umgebungsbedingungen bietet dieses System Garantien von bis zu 25 Jahren in C3-Umgebungen, 15 Jahren in C4 und 5 Jahren in C5-Umgebungen, in denen die Korrosivität besonders hoch ist.

Eines der vielseitigsten Elemente im Sortiment ist die gelochte Führung GP-XS. Im Gegensatz zu anderen Standardprofilen kann sie alle 125 mm zugeschnitten werden. Dadurch lassen sich nahezu maßgeschneiderte Strukturen herstellen, ohne auf Sonderteile zurückgreifen zu müssen. Diese Eigenschaft ist besonders bei Industrieanlagen mit Hindernissen, Oberlichtern, Geometriewechseln oder ungewöhnlichen Anordnungen von Vorteil.

Bei solchen Projekten vereinfacht ein anpassbares Profil die Montage, reduziert Materialverschnitt und bietet mehr Gestaltungsfreiheit.

Stahl ist eine hervorragende Wahl, wenn:

• eine besonders steife Struktur benötigt wird.
• die Installationskosten optimiert werden sollen.
• die Struktur an komplexe Geometrien angepasst werden muss.

Die Entscheidung zwischen Aluminium und Stahl sollte jedoch nicht ausschließlich auf dem Materialpreis beruhen. Faktoren wie Korrosion, Montagefreundlichkeit, Montagezeit, erwartete Lebensdauer und Wartungsbedarf haben langfristig einen deutlich größeren Einfluss auf die Leistung der Anlage.

Fehler, die bei der Wahl eines Montagesystems für Solarmodule vermieden werden sollten

Eine falsche Entscheidung bei der Auswahl der Struktur kann die Montage erschweren, die Installationskosten erhöhen oder die Lebensdauer der Photovoltaikanlage verkürzen.

Im Folgenden stellen wir einige der häufigsten Fehler vor und zeigen, wie sie sich vermeiden lassen:

Die Struktur auswählen, ohne das Dach vorher zu analysieren

Der erste Schritt sollte immer darin bestehen, die Eigenschaften des Dachs zu prüfen.

Es reicht nicht aus zu wissen, ob es sich um ein Flach- oder Schrägdach handelt. Ebenso wichtig sind das Material des Untergrunds, die Dachneigung, die Ausrichtung, der Zustand der Unterkonstruktion und die Lasten, die das Dach aufnehmen kann.

Zwei optisch ähnliche Metalldächer können beispielsweise völlig unterschiedliche Lösungen erfordern, wenn eines aus Sandwichpaneelen und das andere aus Stehfalzblech besteht.

Durch diese Vorabanalyse lässt sich das am besten geeignete Befestigungssystem auswählen und vermeiden, dass während der Montage Änderungen erforderlich werden.

Ausrichtung und Neigung der Module nicht berücksichtigen

Häufig wird davon ausgegangen, dass die Module einfach der Dachneigung folgen sollten. Das führt jedoch nicht immer zum besten Energieertrag.

Wenn die Dachausrichtung ungünstig oder die Neigung zu gering ist, kann eine dreieckige Struktur die Nutzung der Sonneneinstrahlung deutlich verbessern, da sich der Modulneigungswinkel anpassen lässt.

Vor der Wahl der Struktur sollte daher geprüft werden, ob die Dachausrichtung den erwarteten Ertrag ermöglicht.

Das Material ausschließlich nach dem Preis auswählen

Die Kosten der Struktur machen nur einen kleinen Teil der Gesamtinvestition einer Photovoltaikanlage aus, beeinflussen aber unmittelbar ihre Langlebigkeit.

Ein günstigeres Material zu wählen, ohne die Installationsumgebung zu berücksichtigen, kann zu einem höheren Korrosionsrisiko, häufigerer Wartung oder sogar zu einem vorzeitigen Austausch von Komponenten führen.

In Küstenregionen oder aggressiven Umgebungen bietet eloxiertes Aluminium beispielsweise eine deutlich bessere Korrosionsbeständigkeit. In Industrieanlagen, in denen eine hohe strukturelle Steifigkeit erforderlich ist, kann dagegen Stahl mit einer geeigneten Beschichtung die bessere Lösung sein.

Die Entscheidung sollte sich daher immer an den Gesamtkosten über den Lebenszyklus der Anlage und nicht nur am Anschaffungspreis orientieren.

Nicht prüfen, ob das Dach ein ballastiertes System tragen kann

Ballastierte Strukturen vermeiden Dachdurchdringungen in der Abdichtung, bringen jedoch zusätzliches Gewicht mit sich, das vom Dach aufgenommen werden muss.

Vor der Wahl dieses Systems ist es daher zwingend erforderlich, die Tragfähigkeit des Gebäudes zu prüfen und sicherzustellen, dass der für die Stabilität notwendige Ballast die bestehende Struktur nicht beeinträchtigt.

Spätere Erweiterungen oder Wartungsarbeiten nicht einplanen

Unternehmen und Industriebetriebe erweitern ihre installierte Leistung häufig, um neue Energiebedarfe abzudecken, oder installieren zusätzliche Geräte auf dem Dach.

Wer von Anfang an eine Struktur wählt, die solche Erweiterungen erleichtert, kann den späteren Arbeitsaufwand und die zukünftigen Kosten deutlich reduzieren.

Außerdem sollte ausreichend Platz vorgesehen werden, um die Module bei Wartungs-, Reinigungs- oder Austauscharbeiten gut erreichen zu können.

Materialeinsparung vor Montagezeit priorisieren

Ein geringerer Profilverbrauch kann die Kosten der Struktur senken, bedeutet aber nicht automatisch eine Einsparung im Gesamtprojekt.

Diskontinuierliche Profile ermöglichen beispielsweise auf bestimmten Metalldächern eine effizientere Materialnutzung, erfordern jedoch ein präziseres Einmessen und mehr Montagezeit. Ein System mit durchgehenden Profilen kann dagegen etwas mehr Material benötigen, die Montage aber erheblich beschleunigen und das Fehlerrisiko auf der Baustelle verringern.

Bei der Entscheidung sollten daher sowohl die Materialkosten als auch die für die Fertigstellung des Projekts erforderlichen Montagestunden berücksichtigt werden.

Wie wählt man das richtige Montagesystem für eine Photovoltaikanlage?

Wie wir gesehen haben, gibt es kein einziges Montagesystem, das für alle Anlagen geeignet ist. Die Wahl hängt immer von den Eigenschaften des Projekts und von den Bedingungen ab, denen die Struktur während ihrer gesamten Lebensdauer ausgesetzt sein wird.

Als allgemeine Orientierung gilt:

• Ist das Dach geneigt und günstig ausgerichtet, ist eine koplanare Struktur in der Regel die naheliegende Wahl.
• Muss der Neigungswinkel der Module verändert werden oder handelt es sich um ein Flachdach, bietet eine dreieckige Struktur meist das beste Verhältnis aus Leistung und Flexibilität.
• Wenn ein Flachdach nicht durchdrungen werden kann, ist eine ballastierte Struktur in der Regel die geeignetste Alternative – vorausgesetzt, das Dach kann das Gewicht des Systems tragen.

Anschließend sollte die Wahl des Materials – Aluminium oder Stahl – an die Installationsumgebung, die erwarteten Lasten und die spezifischen Anforderungen des jeweiligen Projekts angepasst werden.

Letztlich erleichtert eine sorgfältige Auswahl der passenden Struktur bereits in der Planungsphase nicht nur die Montage, sondern trägt auch dazu bei, die Leistung der Anlage zu verbessern und den Wartungsbedarf über Jahrzehnte zu minimieren.

Benötigen Sie Hilfe bei der Auswahl der passenden Struktur?

Bei INDEX entwickeln wir Installationssysteme und Befestigungen für Solarmodule auf Metall- und Ziegeldächern. Unser Sortiment umfasst koplanare, dreieckige und ballastierte Systeme für unterschiedliche Projekttypen.

Entdecken Sie unser Sortiment an Montagesystemen für Solarmodule oder wenden Sie sich an unser technisches Team, wenn Sie Unterstützung bei der Auswahl der passenden Lösung für Ihre Anlage benötigen.