Fachwissen für Holzbautechnik ... - Leiser-holzbau.de

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Der
ZIMMERMANN
Fachwissen für Holzbautechnik, Betriebsführung und Ausbildung
14
BS 14
14
14
BS 14
14
eingeschl. Stahlbleche, verz.
D3= Bl 6x120x219
14
D4= Bl 6x120x258
22
BS 14
U= Bl 6x160x260
Schweißnaht aw 3 mm
Sägeschnitte mit Sperrholz
1,5 cm Überh.
ausleimen!
4 SDüØ12x150
D3
4 SDüØ12x150
D4
U
6 SDüØ12x150
3
70. Jahrgang, März 2003
Solaranlagen
Teil 3: Montage von Photovoltaik-
Kollektoren und Photovoltaik-Modulen
Veranstaltungen
100 Jahre BDZ – Das Programm

Montage
Solaranlagen
Teil 3: Montage von Photovoltaik-Kollektoren beziehungsweise -Modulen
Photovoltaik-Kollektoren beziehungsweise
-Module gibt es in verschiedenen
Ausführungen. Der Montageaufwand
einer Photovoltaik-Anlage kann
daher sehr unterschiedlich ausfallen.
Wird vom Zimmerer ein Kostenvoranschlag
für die „Montage einer Photo-
Diese Photovoltaik-Kollektoren sehen
zwar fast genau so aus wie die
Solarthermie-Kollektoren, in ihnen
steckt aber eine ganz andere Technik.
Deshalb werden sie auch etwas
anders montiert.
Vorgaben
Für die Photovoltaikanlage sollen vier Photovoltaik-Kollektoren
montiert werden. Ein
Photovoltaik-Kollektor ist 196 × 140 m²
groß und wiegt 72,5 kg (Bilder 1 und 2).
Sie sollen als geschlossenes Feld (Fläche
etwa 11 m²) verlegt und in Reihe geschaltet
werden (Bild 3). Sie sind, genau wie
die Solarthermie-Kollektoren, in das Dach
der Gaube zu integrieren (siehe „Solaranlagen
Teil 2“ in Ausgabe 2/2003 „Der Zimmermann“).
Planung
Die Photovoltaik-Kollektoren wiegen etwa
26,5 kg pro m². Das ist etwa halb so viel
wie Dachziegel beziehungsweise Dachsteine.
Für die Statik war dies hier kein
Problem.
Photovoltaikmodule (verschaltete Solarzellen)
reagieren empfindlich auf Verschattung.
Die Zelle mit dem geringsten Strom
bestimmt den Strom, der in dem betroffenen
Strang (miteinander verschaltete Module)
fließen kann. Schattenwürfe von
Bäumen, anderen Gebäuden, aber auch
von Lüftungsrohren, Kaminen oder vorragenden
Pfosten können den Strom eines
Stranges im Extremfall zum Erliegen bringen.
Bei der Planung sollte daher besonders
darauf geachtet werden, dass
Verschattungen vermieden werden.
voltaik-Anlage“ angefordert, ist
dieser gut beraten, sich vorher zu
erkundigen, um was für Kollektoren
oder Module es sich handelt und wie
sie zu montieren sind. Allein die
Fläche oder die Leistung einer Anlage
reichen für ein Angebot nicht aus.
Die zwei anschließenden Montagebeispiele
zeigen zum einen den
Einbau großformatiger Photovoltaik-
Kollektoren (komplette Bauteile)
und zum anderen kleinteilige „nackte“
Photovoltaik-Module mit Montageset.
1. Montage großformatiger Photovoltaik-Kollektoren
Bild 1: Die Photovoltaik-Kollektoren
sehen auf den ersten Blick aus wie die
Solarthermie-Kollektoren. In ihnen
steckt aber eine ganz andere Technik.
Bild 2: Von unten ist der Unterschied
deutlich zu erkennen: Das Photovoltaik-Modul
(dunkle Scheibe) wurde
in einen Holzrahmen gesetzt, der dem
Rahmen des Solarthermie-Kollektors
nachgebildet ist. Das kleine Kästchen
an der Unterseite ist eine Anschlussdose,
aus der das Stromkabel kommt.
Jeder Kollektor hat zwei davon, einen
Pluspol und einen Minuspol.
Bild 3: Anlagenschema des Solargenerators von Roto Frank AG. Links die beiden
(schon montierten) Solarthermie-Kollektoren, rechts die vier noch zu montierenden
Photovoltaik-Kollektoren. Unten rechts liegt der Wechselrichter.
2 Der Zimmermann 3/2003

Montagewerkzeug und -material
Dachlatten, Hammer, Nägel, Metermaß, Bleistift, Bohrer
und Schrauber zur Montage der Kollektoren.
Metallschneidezange für die Eindeckrahmen.
Checkliste 1: Werkzeug, das vom Zimmerer mitgebracht
werden muss
Lieferumfang
Vier Photovoltaik-Kollektoren
Stromkabel (Ø 2,5 mm): 1 × 6 m, 1 × 10 m, 1 × 16 m. Für
die Verschaltung von zwei nebeneinander liegenden Kollektoren
reicht die Länge der ab Werk angebrachten Kabel
an der Anschlussdose.
Eindeckrahmen
Ein Wechselrichter (baut Elektriker ein)
Checkliste 2: Material, das vom Kollektorhersteller geliefert
wird
Bei den Solarthermie-Kollektoren ist es wichtig,
Wärme zu speichern. Die in den Photovoltaik-Kollektoren
eingebauten Solarzellen haben
aber einen höheren Wirkungsgrad, wenn
sie gekühlt werden. Bei der Dachintegration
muss die Hinterlüftung daher besonders beachtet
werden. Zur Unterstützung wurden in
den Kollektorrahmen Lüftungsschlitze eingefräst
(Bild 4). Diese dürfen bei der Montage
nicht verdeckt werden.
Montage
1. Anlageschema des Solargenerators genau
lesen (Bild 3). Material überprüfen und sortieren
(Checkliste 1 und Checkliste 2)
Bild 4: Links neben dem Befestigungswinkel
ist das Stromkabel (schwarz)
zu sehen. Darüber liegt die Dichtung
und darüber sind Lüftungsschlitze eingefräst.
Montage
Der Zimmermann 3/2003 3

Montage
Bild 5: Die Photovoltaik-Kollektoren liegen
in Position – nun können die Kabel
nach Plan verlegt werden.
2. Die Photovoltaik-Kollektoren werden
eingemessen, die Montagelatten angenagelt.
3. Die Photovoltaik-Kollektoren werden auf
das Dach gehoben und an die richtige
Stelle gesetzt (Bild 5). Plus- und Minuspole
sind an den Kabelenden zu erkennen
(Bild 6): Der Stecker ist der Pluspol, die
Buchse ist der Minuspol. Ein Minuspol
passt immer nur an einen Pluspol, falsch
zusammenstecken kann man sie nicht. Da
es sich um Gleichstrom handelt, der nur in
eine Richtung fließt, ist das sehr wichtig.
Bei den Photovoltaik-Kollektoren ist es
günstiger, erst die Kabel miteinander zu
verbinden und die Kollektoren danach
festzuschrauben.
Bild 6: Die Stromkabel werden durch
Steckkontakte verbunden. Links die
Buchse = Minuspol, rechts der Stecker
= Pluspol
Bild 7: Die Enden werden ohne Werkzeug
fest zusammengesteckt .
Achtung Strom:
Photovoltaik-Kollektoren können nicht
abgestellt werden. Sobald die Solarzellen
Licht erhalten, produzieren sie
Strom. In den Kabeln kann sich eine
nicht ungefährliche Spannung befinden.
Deshalb: Stecker trocken halten,
die Metallteile der Anschlüsse nicht anfassen,
Kabel nicht beschädigen.
4. Die Kabelenden, die an den Kollektorrahmen
außen durch Kabelhalter befestigt
sind, werden alle ein Stück herausgezogen.
Dann werden die mitgelieferten Kabel
nach Plan erst einmal auf die Kollektoren
gelegt (ohne sie zu verbinden). Nun wird
am besten noch einmal der Verlauf aller
Leitungen ganz genau mit dem Plan verglichen.
5. Nun können die Kabelenden zusammengesteckt
werden (Bild 7). Dabei ist auf
eine feste Verbindung zu achten – der
Stecker muss in der Buchse einrasten.
6. Beim Verlegen der Kabel zum Dachdurchbruch
gibt es normalerweise keine
größeren Schwierigkeiten: Mechanisch
spannungsfrei mit ausreichenden Biegeradien
sollten sie liegen. Die Kabelenden
werden zum Dachdurchbruch geführt und
abgedichtet (DeZi 2/2003, Seite 8 Bild 17)
Bild 8: Verlegeplan für die Eindeckrahmen
um vier Kollektoren.
Bild 9: Die Eindeckrahmen werden unter
die Dichtungen geschoben.
7. Nun können die Kollektoren festgeschraubt
und die Eindeckrahmen nach
Plan verlegt werden (Bild 8) – im Prinzip
funktioniert das wie bei Eindeckrahmen
für Dachfenster. Sie werden unter die Dichtungen
geschoben (Bild 9) und am Rand
mit Krampen an den Latten befestigt (Bild
10). Beachtet werden muss die Überlappung
der einzelnen Teile: Immer oberes
über unteres stecken. Das obere Anschlussblech
ist hier speziell angefertigt
worden, da es am Anschluss an das
Hauptdach abgewinkelt wird (�������).
8. Zum Abschluss werden die Abdeckrahmen
wieder an den Photovoltaik-Kollektoren
angeclipst.
Bilder: Red.
Zeichnungen: Roto Frank AG,
70771 Leinfelden
Bild 10: Mit Krampen werden die seitlichen
Eindeckrahmen an den Latten
befestigt.
Bild 11: Da an der
Firstseite der Eindeckrahmengebogen
werden musste,
wurde ein spezielles
Blech eingesetzt.
4 Der Zimmermann 3/2003

2. Montage von Photovoltaik-Modulen
Für diese Photovoltaik-Anlage werden
„nackte“ Photovoltaik-Module montiert,
die den Formaten von Dachsteinen
angepasst sind. Sie werden in die
Dachsteinreihen integriert. Dem
Handwerker wird ein komplettes
Montageset und eine Verlegeanleitung
zu den Modulen mitgeliefert.
Um den Montageaufwand dieses
Systems mit dem des vorangegangenen
vergleichen zu können, zeigen wir
einzelne Montageschritte aus der
Verlegeanleitung.
Systemkomponenten
„PV 700“
Ein Photovoltaik-Modul ist 1194 × 380
mm² groß, etwa 5 mm dick und 5 kg
schwer. Es besteht weitgehend aus Glas.
Im Lieferumfang sind alle notwendigen
Montageteile enthalten (Checkliste 2). Das
Modul kann bei einem Traglattenabstand
von 31,0 bis 34,5 cm verlegt werden. Die
Solargeneratorgröße ist variabel .
Planung
Ein Photovoltaik-Modul ersetzt 4 Dachsteine.
Diese wiegen 18 kg (pro Stück 4,5
kg), fast vier mal so viel wie das Modul.
In diesem Beispiel besteht der Solargenerator
aus 20 Modulen (Bild 1), die als
geschlossenes Feld verlegt werden (Fläche
etwa 9 m²). Sie können auch als Muster in
das Dach eingefügt werden. Die Mindestabstände
zu den Dachrändern betragen 2
Dachpfannen zu First und Traufe, sowie
1,5 beziehungsweise 2 zum Ortgang.
Vor der Montage wird die Lage des Modulfeldes
und der Leitungsdurchgänge durch
die Dachkonstruktion festgelegt und auf
einem Deckschema aufgezeichnet.
Montagewerkzeug:
Montage
Metermaß, Bleistift, Stahlbürste zum Reinigen der Klebeflächen, Klebeband oder spezielle
Manschetten für die Dachdurchführung der Stromkabel, (Akku-) Schrauber
Checkliste 1: Montagewerkzeug, das vom Zimmerer mitgebracht werden muss
Lieferumfang:
16 Modulanschlusssteine: Betondachsteine
mit einem abgeflachten unteren
Rand zur Eindeckung des firstseitigen Anschlusses.
20 Solarmodule: Glasscheibe mit verschalteten
Solarzellen.
40 Modulkassetten (aus Kunststoff) ermöglichen
den regensicheren Einbau und
unterstützen die Hinterlüftung des Moduls.
Je zwei liegen unter einem Modul.
4 Traufanschlusselemente: (Edelstahl-Leiste
mit Haltern und Aluminium-Streckgittereinlage
mit einseitiger Butylkleberschicht):
für die Wind- und regendichte
Verbindung am traufseitigen Anschluss .
1 Wechselrichter (baut Elektriker ein)
Zusatzlatten (die Höhe ist von dem Dachpfannen-Modell abhängig) + Schrauben,
40 Modulhalter mit Kupplung, 8 PV-Sturmklammern, 20 Verstärkungsbleche,
5 Verbindungsleitungen, Schaumstreifen
Checkliste 2: Material, das vom Systemlieferanten geliefert wird
Bild 1: Verschaltungsschema
des Solargenerators
von
Lafarge Dachsysteme
GmbH mit
20 in Reihe geschaltetenSolarmodulen
Der Zimmermann – Pol 3/2003 + Pol
5

Montage
Bild 2: Anschrauben der Zusatzlatten
für den Höhenausgleich
Bild 3: Markierung der Befestigungen
für die Modulhalter
Bild 4: Einhängen des Traufanschlussbleches
Bild 5: Bei versetzt angeordneten Modulen
muss das Traufanschlusselement
gekürzt werden.
Montage
1. Bei der Einfügung in eine vorhandene
Deckung: Die Dachpfannen für das Modulfeld
entfernen. Bei einer Neudeckung: Die
an das Modulfeld angrenzenden Dachpfannen
eindecken. Der Wasserfalz der
Dachpfannen am rechten Anschluss (Auflagebereich
der Module) muss gegebenenfalls
von Unebenheiten befreit werden.
Bild 6: Ankleben der Aluminiumschürzen
der Traufanschlussbleche
Bild 7: Das zweite Traufanschlusselement
wird angefügt. Die Schürzen
überlappen sich im Wasserlauf des
Dachsteins.
2. Alle Traglatten im Bereich des Modulfeldes
müssen auf den Sparren befestigt
werden.
3. Die (mitgelieferten!) Zusatzlatten werden
mit je zwei Schrauben bündig zur oberen
Traglattenkante angeschraubt (Bild 2).
Diese Latten sorgen dafür, dass die (weniger
hohen) Solarmodule in einer Ebene
mit den Dachpfannen liegen. Randabstände:
rechts mit 1 cm zur angrenzenden
Dachsteinkante, links mit 2 cm unter den
Deckfalz des angrenzenden Dachsteins
verlegen.
4. Die Befestigungspunkte für die Modulhalter
werden markiert (Bild 3). Abstände:
von der Mitte des rechten Halters zur
Dachsteinkante: 27 cm, zwischen den Haltern
(Mitte zu Mitte): 60 cm. Beachtet werden
müssen die Abweichungen von der
mittleren Deckbreite der Dachsteine (30
cm).
5. Um das Traufanschlusselement anbringen
zu können, muss der seitliche Dachstein
nach oben geschoben werden. Das
Traufanschlusselement wird mit den Haken
an die darüber liegende Dachlatte gehängt.
Es wird auf den unteren Dachsteinen
so aufgelegt, dass der Metallbügel
an die Kante des rechten Dachsteins anschließt
(Bild 4). Werden die Module versetzt
angeordnet, wird das Traufanschlusselement
an den Stellen entfernt, an denen
sich die Module überlappen (Bild 5).
Bild 8: Die unterste Reihe der Modulhalter
wird unten mit einer Sturmklammer
gesichert.
Bild 9: Die oberen Reihen der Modulhalter
werden in die Kupplung der
darunter liegenden Halter geschoben.
6. Für einen Wind- und regendichten Anschluss
werden die Schürzen angeklebt.
Zunächst sind die zu beklebenden Stellen
der Dachsteine mit der Stahlbürste zu reinigen.
Der Untergrund muss sauber,
staubfrei und trocken sein. Dann wird der
Schutzstreifen von der Schürze abgezogen
und sie wird – beginnend an den Hochpunkten
– angeklebt (Bild 6). Auch unter
dem Metallrahmen des Traufanschlusselements
wird die Schürze angeklebt.
Das Ende der Schürze wird bis zum
Ende des angrenzenden Wasserlaufs des
Dachsteins geführt und dort abgeschnitten.
Das Schürzenende des anderen
Traufanschlusselements wird bündig am
Blechende abgeschnitten (Bild 7).
7. Die unteren Halterungen für die Modulkassetten
werden an der Traglatte eingehängt,
firstseitig festgeschraubt und
traufseitig mit Sturmklammern gesichert
(Bild 8). Zum First hin werden die weiteren
Halter in die Kupplung der unteren Halter
eingeschoben und auf der oberen Traglatte
angeschraubt (Bild 9). Am obersten
Halter wird die Kupplung dann entfernt
oder umgebogen.
8. Nun werden die Verbindungsleitungen
zum Wechselrichter durch die Dachunterkonstruktion
geführt und die Durchdringung
wieder abgedichtet. Es ist darauf zu
achten, dass der Pluspol des Kabels (Stecker)
oben links und der Minuspol des Kabels
(Buchse) unten rechts vom Kollektor-
6 Der Zimmermann 3/2003

Bild 10: Das Kabel wird durch die
Dachunterkonstruktion geführt und zur
Zugentlastung um die Dachlatte geschlungen.
Bild 11: Die jeweils linke Modulkassette
überlappt die rechte.
Bild 12: Unter die Stöße der Module
werden Verstärkungsbleche in die
Modulkassetten eingeschoben.
feld zu liegen kommt (nach Verschaltungsschema
Bild 1). Zur Zugentlastung wird jedes
Stromkabel um den Kreuzungspunkt
der Latten geschlungen (Bild 10).
9. Die Modulkassetten werden oben mit
Nasen an die Dachlatte gehängt, unten in
der Mitte wird der Modulhalter durch einen
Schlitz geführt (Bild 11). Am rechten Anschluss
an die Dachsteinkante wird der
Seitenfalz der Kassette unter den Wasserfalz
des Dachsteins geschoben. Links unter
jede zweite Modulkassette (unter den Stoß
zwischen zwei Modulen) wird ein
Verstärkungsblech geschoben (Bild 12). Es
wird an der Traglatte eingehängt. Für die
unterste traufseitige Modulreihe wird die
(gebogene) vordere Abkantung der Verstärkungsbleche
plangebogen. Am linken
Anschluss an die Dachsteinkante wird die
Modulkassette ebenfalls unter den
Deckfalz des Dachsteins geschoben (Bild 13).
Bild 13: Die linken Modulkassetten
werden so ausgerichtet, dass die Markierung
auf der Kassette direkt unter
der Dachsteinkante liegt.
Bild 14: Die Verlegerichtung der Module
verläuft grundsätzlich von links
nach rechts und von unten nach
oben.
Bild 15: Die Steckverbindung ist aus
Sicherheitsgründen schwergängig.
10. Nun werden die Photovoltaik-Module
von unten in die oberen Modulhalter geschoben
und in die unteren eingehängt
(Bild 14). Am rechten Anschluss an die
Dachsteinkante werden die Module über
die Seitenverfalzung der Dachsteine verlegt,
am linken Anschluss unter die Seitenverfalzung.
11. Das erste Modul unten rechts wird nach
Verschaltungsschema angeschlossen: Der
Stecker (kurzes Kabel) wird in die Buchse
des Verbindungskabels zum Wechselrichter
geschoben, bis er einrastet. Das lange Kabel
am Modul mit der Buchse wird über die
nächste Traglatte geschlagen (Bild 15). Es
wird mit dem kurzen Kabel (Stecker) des
darüberliegenden Moduls verbunden, das
als nächstes montiert wird (Bild 16). Sind
alle Module einer Spalte angebracht, wird
die links anschließende Spalte von unten
nach oben montiert und verschaltet.
Bild 17: Am linken Anschluss wird der
Schaumstreifen bis auf die Seitenverfalzung
des angrenzenden Dachsteins
geklebt, an der rechten Seite
wird er bündig abgeschnitten und
über der Dachsteinkante eingeschnitten.
12. Am firstseitigen Anschluss an die
Dachsteine werden Schaumstreifen oben
auf die Module geklebt. Sie schützen die
Glasoberfläche auf der die Dachsteine aufliegen
und dichten ab (Bild 17). Zum Abschluss
werden die Modulanschlusssteine
eingedeckt (Bild 18).
Bilder und Zeichnungen:
Lafarge Dachsysteme GmbH,
61440 Oberursel
Montage
Achtung: Die Module sind besonders
an den Kanten stoßempfindlich!
Bild 16: Durch leichtes Anheben und
vorsichtiges Verschieben können die
Module ausgerichtet werden.
Bild 18: Dachsteine mit abgeflachter
Unterkante bilden den firstseitigen Abschluss.
Der Zimmermann 3/2003 7
SO