MegaSlate – Solardachsystem - Sunslates

MegaSlate ® – Solardachsystem
Planungshilfe und Montageanleitung für Installateure
Abgabe nach Schulung durch Atlantis Energy Systems Inc.

MegaSlate ® – Solardachsystem Atlantis Energy Systems Inc.
Planungshilfe und Montageanleitung für Installateure (V7)
Inhalt...............................................................................................................................................
1 Planung und Auslegung ...........................................................................................................3
1.1 Generelle Anmerkungen................................................................................................ 3
1.2 Einsatzmöglichkeiten und Qualifizierungen ................................................................ 3
1.3 Anforderungen an Unterdach und Lattungsaufbau..................................................... 4
1.4 Zu erwartender Jahresertrag......................................................................................... 4
1.5 Auslegung ...................................................................................................................... 5
1.5.1 Geometrische Auslegung......................................................................................... 5
1.5.2 Elektrische Auslegung ............................................................................................. 6
1.5.3 Ausführungsunterlagen............................................................................................. 6
2 Ausführung................................................................................................................................8
2.1 Verlegung der Lattung................................................................................................... 8
2.2 Montage der PV-spezifischen Unterkonstruktion........................................................ 8
2.3 Verlegung der Strangkabel............................................................................................ 9
2.4 Verlegung der PV-Elemente ........................................................................................ 10
2.5 Funktionskontrolle während der Verlegung der PV-Elemente ................................. 10
2.6 Klemmenkasten und Wechselrichter......................................................................... 11
2.7 Inbetriebnahme der Anlage......................................................................................... 12
3 Wichtige ergänzende Inform ationen.....................................................................................13
3.1 Systemkomponenten................................................................................................... 13
3.2 Materialien................................................................................................................... 14
3.3 Handhabung und Transport........................................................................................ 14
3.4 Elektrische Verbindung, Kabeltypen .......................................................................... 14
3.5 Randabschlüsse und Anschlüsse .............................................................................. 14
3.6 Vorsichtsmassnahmen und Begehungsanweisung ................................................. 15
3.7 Fehlersuche und Austausch von Elementen ............................................................. 16
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Planungshilfe und Montageanleitung für Installateure (V7)
1 Planung und Auslegung
1.1 Generelle Anmerkungen
Diese Planungshilfe ist für Solarinstallateure mit Erfahrung oder Personen gedacht, welche durch die
Atlantis ausgebildet wurden. Ferner darf eine Photovoltaik(PV)-Anlage nur von einem
konzessionierten Elektriker an das öffentliche Netz angeschlossen werden. Im Ü brigen sind die
einschlägigen Vorschriften des SEV zu beachten, sowie die provisorische
Sicherheitsvorschrift ,,Photovoltaische Energieerzeugungsanlagen“, welche beim SEV zu beziehen ist.
Die Lektüre der Atlantis-Broschüre ,,Photovoltaik - Strom aus der Sonne“ mit interessanten
Literaturhinweisen wird ebenfalls empfohlen. In Deutschland sind die Vorschriften des VDE,
insbesondere die VDE0100T712, die VDEW Richtlinien (Anschluss netzparalleler Anlagen), und
die U nfallverhütungsvorschriften der BGV Berufsgenossenschaft zu beachten.
Die bei einer netzgekoppelten Solaranlage auftretenden elektrischen Spannungen sind
meist lebensgefährlich! Eine unsachgemässe Installation kann ferner zum Brand führen.
Atlantis Energy Sstems Inc. lehnt jegliche Haftung für Schäden ab, die aufgrund mangelhafter
Planung und Installation durch ungenügend ausgebildetes Personal entstanden sind.
1.2 Einsatzmöglichkeiten und Qualifizierungen
MegaSlate ® können grundsätzlich auf jedem Dach mit einer Mindestneigung von ca. 20° und mit
einer Ausrichtung Ost über Süd bis West eingesetzt werden. Sie können ganze Dächer ersetzen,
als auch nur Teile davon, womit die Einsatzmöglichkeiten nahezu unbeschränkt sind.
Dachneigungen unterhalb von 20° bedürfen einer Einzelfallanalyse. Zudem sollte die Dachfläche
möglichst nicht durch Bäume, davor stehende Gebäude sowie vorstehende Objekte auf dem Dach
selbst beschattet sein, da ansonsten Ertragsausfälle entstehen.
MegaSlate ® -Module werden in der Regel in den aufgeführten Standard-Dimensionen geliefert. Um
die Dachfläche passgenau abzudecken, können in Einzelfällen auch Module in angepassten
Dimensionen offeriert werden. So sind zurzeit folgende Standardmodulmasse erhältlich (Stand:
Oktober 2006):
� horizontal 131,6 x 97,5 vertikal (ca. 82,5 sichtbar) cm: Monokristalline Zellen, 155 Wp
� horizontal 131,6 x 97,5 vertikal (ca. 82,5 sichtbar) cm: Polykristalline Zellen, 136 Wp
� horizontal 60 x vertikal 120 (115 sichtbar) cm: CIS Dünnschichtmodule, 60 Wp (über Würth
Solar)
Die Module werden geschindelt aufs Dach verlegt mit einer Ü berlappung von 5 cm (CIS
Dünnschicht) und 15 cm (kristalline Zellen). Zur idealen optischen Einbettung ist gegebenenfalls der
Einsatz von Blindelementen einzuplanen.
Eine Dachfläche ist für MegaSlate ® geeignet, wenn sie
- gegen den Sektor Ost über Süd bis West ausgerichtet ist
- die meiste Zeit des Tages möglichst verschattungsfrei bleibt
- grössere freiliegende, zusammenhängende Dachflächen enthält
- eine Mindestneigung von 20° aufweist
Das MegaSlate ® PV-Dachsystem verfügt über eine Qualifizierung durch den TüV-Rheinland (Juni
2003) für PV-Elemente mit Einscheibensicherheitsglas, sowie PV-Elemente mit der erwähnten
CIS-Dünnschichttechnologie. Gemäss dieser Qualifizierung gelten die Systemkomponenten als zu
100% recyclierbar, ist ein MegaSlate ® -Dach auch für erhöhte Schneelastzonen geeignet und
regendicht (die Verwendung einer Unterspannbahn wird empfohlen). Es wird von einer
Lebensdauer des Systems von über 30 Jahren ausgegangen.
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1.3 Anforderungen an Unterdach und Lattungsaufbau
Das korrekt verlegte MegaSlate ® Dach ist gut hinterlüftet und weist ferner zwischen den Elementen
schmale, überdeckte von unten nach oben verlaufende Lüftungsschlitze auf. Es ist daher
atmungsaktiv und weitestgehend regendicht. Es wird je nach Anwendung und Exposition des
Gebäudes/Daches ein regenfestes Unterdach empfohlen.
Die Unterkonstruktion besteht aus einer gewöhnlichen Holzlattung (Konterlattung und Lattung) aus gut
getrocknetem Holz, einer spezifischen Stützkonstruktion aus vertikal verlegten,
wasserabführenden Auflageprofilen (GFK-Profil) mit Gummis zur vertikaler Abdichtung der
Photovoltaikelemente, sowie Haken zur Halterung der PV-Elemente (Haltehaken). Soll das Dach
zu Servicezwecken betretbar sein (vgl. Abschnitt 3.6, Begehungsanweisung), muss ein für
Personen durchbruchsicheres Unterdach vorhanden sein.
Die Konterlattung sollte wenn möglich mindestens 50 mm hoch sein, um eine gute Hinterlüftung zu
gewährleisten. Die Lattung hat einen Querschnitt von min. 30 x 120 mm (CIS Dünnschicht 30 x 100
mm). Der vertikale Abstand Lattungsabstand entspricht der vertikal sichtbaren Höhe der PVElemente.
Die Lattungsebene muss plan sein und ist gegebenenfalls entsprechend auszuebnen. Die Lattung
und Konterlattung müssen vorschriftsgemäss gut auf dem Unterdach bzw. den Sparren befestigt
sein. Abbildung 1 liefert die Angaben zur Anordnung der Lattung im Falle von Modulen mit kristallinen
Zellen (15 cm Ü berlappung). Weitere Angaben enthält Kapitel 2.1.
Abbildung 1 Seitenansicht Module und Lattung
1.4 Zu erwartender Jahresertrag
Der Jahresertrag einer MegaSlate ® -Anlage hängt einerseits vom geographischen Standort und
dessen Sonneneinstrahlungsstärke und klimatischen Bedingungen, andererseits aber auch von
der Neigung, der Hinterlüftung, der Orientierung und einer möglichen Beschattung der Anlage ab.
Für eine Anlage mit optimaler Ausrichtung (Südausrichtung, ca. 30-35° Neigung) mit einer
installierten Leistung von 1 kWp (ca. 9 m 2 ) ist in der Schweiz durchschnittlich mit einem jährlichen
Stromertrag von etwa 850 - 900 kWh zu rechnen. Dies entspricht rund 100 kWh 1 pro m2
Dachfläche und Jahr. Etwa 70% davon fällt im Sommerhalbjahr an und 30% im Winterhalbjahr. Der
zu erwartende Jahresertrag für ein geplantes MegaSlate ® -Solardach kann durch Atlantis mittels
Computersimulation für den jeweiligen Standort abgeschätzt werden.
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Zum Vergleich: 100kWh entsprechen etwa 1’660 Betriebsstunden einer 60 W Glühbirne, oder 14’000 Betriebsstunden einer 7W Energiesparlampe
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1.5 Auslegung
1.5.1 Geometrische Auslegung
Die Planungsgrundlage eines MegaSlate ® -Solardachs bildet ein exakter Plan des Bauherren,
welcher die zu belegende Dachfläche (möglichst Massstab 1:50/ 1:100, mit Normalprojektion und
Seitenansicht) einschliesslich aller Dachdurchbrüche wie Mansarden, Dachfenster, Kamine, und
Lüftungsrohre enthält. Die Flächen, auf denen allenfalls Beschattung zu erwarten ist, sind auf dem
Plan mit zugehöriger Tageszeitangabe (Schätzung) so gut als möglich zu markieren. Ferner sind
Dachneigung sowie Ausrichtung (Abweichung von Süden) einzutragen. Aufgrund des Planes
werden die Dimensionen der Dachfläche ermittelt und die zu belegende Fläche bestimmt. Falls
nicht die gesamte Dachfläche mit Photovoltaik eingedeckt wird, empfiehlt es sich, den Bereich mit
Photovoltaik möglichst gerade und kompakt zu gestalten, um die Länge der Randanschlüsse zu mi
nimieren.
Nach dem Festlegen der Grösse des einzudeckenden Bereiches, kann der Planer mit Hilfe der
Excel-Datei „MegaSlate_Systemauslegung.xls“ (im Lieferumfang der Montageanleitung) die
Dimensionierung der PV-Elemente vornehmen. Dabei sind die vorgegebenen, systemseitigen
Rahmenbedingungen zu berücksichtigen (vgl. Beispiel in Abbildung 2, sowie die Anleitung im
Systemauslegungsprogramm):
1. Idealerweise sollte eine gerade Anzahl Strings
(Zellenreihen) gewählt werden.
2. Es ist produktionstechnisch optimaler, wenn diese
in Längsrichtung des Moduls verlaufen, jedoch
nicht Bedingung.
3. Die Grö sse des Moduls sollte ca. 1.4 m
(horizontal) x 1.3 m (vertikal) nicht überschreiten.
4. Bei der Dimensionierung der PV-Elemente ist eine
Ü berlappung in vertikaler Richtung gemäss
Abbildung 1 (5 cm 2 bzw. 15 cm 3 ) zu
berücksichtigen, und es sind die minimalen
Randabstände (Zelle zu Glasrand, min. 2 cm)
einzuhalten.
Abbildung 3 Seitenansicht Traufe und First
2 Bei Verwendung von CIS MegaSlate ® -Solarlaminaten
3 Bei Verwendung von poly-/ monokristalline Silizium MegaSlate ® -Solarlaminaten
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Abbildung 2 Modullayout

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5. Bei den Randabschlüssen sind folgende Punkte speziell zu berücksichtigen; So müssen
Berührungspunkte des Solarlaminates, im Speziellen dessen Ecken und Kanten, mit harten
Materialien wie Stahl oder Ton vermieden werden. Bei Dachaussparungen wie z.B.
Dachfenstern, Gauben und Kaminen ist eine exakte Vermessung des Daches notwendig.
Beispiele von Randabschlüssen sind in Abbildung 3 skizziert.
Auf der Basis einer so vorliegenden Auslegung kann die Atlantis Energy Systems Inc. dann eine
Offerte für die MegaSlate ® -Systemkomponenten erstellen.
1.5.2 Elektrische Auslegung
Nach der geometrischen Auslegung wird die elektrische Systemauslegung mit Hilfe der
Exceltabelle ,,MegaSlate Systemauslegung.xls“ durch den erfahrenen Elektriker oder Solarplaner
vorgenommen – Kenntnisse im Bereich der elektrotechnischer Vorschriften und von
Wechsel richtern sind notwendig.
Innerhalb des Moduls ist vorzugsweise eine Schaltung aller Zellen in Reihe einzuplanen, um die
Ströme in den Modulen und Verbindungskabeln zwischen den Modulen möglichst gering zu halten.
Die Module werden seriell miteinander verschaltet. Somit addieren sich die Spannungen der
einzelnen Module. Die entsprechenden Spannungen sind aus der Strangprüftabelle in der
Systemauslegung ersichtlich. Die Wahl des Wechselrichters wird durch die zulässige Anzahl der
Module in einem Strang bestimmt.
Abbildung 4 Beispiel einer Feldaufteilung
Eine Anlage kann auf mehrere Wechselrichter aufgeteilt werden. Für Anlagen, welche einphasig
mehr als 3.3 kVA bzw. 10 kVA dreiphasig einspeisen, ist in der Schweiz ein Gesuch beim
Eidgenössischen Starkstrominspektorat (ESTI) erforderl ich.
1.5.3 Ausführungsunterlagen
Zur Ausführung eines Projektes werden folgende Unterlagen benötigt, welche von der für die
Planung zuständigen Person zu erstellen sind:
� Lattungs- bzw. Dachplan mit Modulposition in Aufsicht und Seitenansicht: Position der
Lattung und Konterlattung, der vertikalen Wasserableitprofile (GFK-Profile), sowie der
Randanschlüsse, Durchbrüche etc. Um die MegaSlate ® -Unterkonstruktion möglichst genau
montieren zu können, müssen alle Vermessungen von einem Fixpunkt ausgehend
vorgenommen werden (in Abbildung 5 ist es von unten links aus). Abbildung 5 zeigt einen
Ausschnitt aus einem Dachplan in der Aufsicht. Bei komplizierten Dächern wird empfohlen,
den Plan mit und ohne Modulposition auszudrucken - ohne Modulposition für den
Dachdecker zur Verlegung der Lattung.
� Feldaufteilungsplan, siehe Abbildung 4.
� Elektrische Systemauslegung (Wechselrichter, Felder, ...): Diese kann mit der Datei
,,MegaSlate Systemauslegung.xls“erstellt werden.
� Strangprüftabelle: Die Strangprüftabelle kann mit der Datei ,,MegaSlate
Systemauslegung.xls“erstellt werden.
� Detailzeichnungen der Randanschlüsse.
� Dokumentation der eingesetzten Komponenten und Geräte.
� Elektroschema, Stark- und Schwachstrom; vgl. Abbildung 8.
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•Vollständige Materialliste (Werkzeug und Systemmaterial); vgl. Abschnitt 3.1.
Abbildung 5 Dachplan (Aufsicht) mit eingezeichneter Position von Modulen und vertikalen Wasserableitprofilen
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2 Ausfü hrung
2.1 Verlegung der Lattung
Die Konterlattung mit einer empfohlenen Mindestdicke von 50 mm wird wie bei einem
gewöhnlichen Dach verlegt. Eine MegaSlate ® Lattung besteht aus Kanthölzern mit einem
Querschnitt von min. 30 x 120 mm (oder 25 x 120 mm in besonders wind- und schneearmen
Gegenden) bzw. 30 x 100 mm bei den etwas kleineren Standard-Dünnfilmelementen. Die Lattung
soll mit gut getrocknetem Holz erstellt werden, und wird vorschriftsgemäss an der Konterlattung
befestigt, z.B. mit je zwei Senk-Spanplattenschrauben D=6mm oder ausreichend dimensionierten,
verzinkten Nägeln pro Kreuzungspunkt.
Ein möglicher Trauf- und Firstabschluss ist aus Abbildung 3 ersichtlich. Die Abstände zwischen
den Latten (mittig) entsprechen der sichtbaren Höhe der PV-Elemente (vgl. Abbildung 1). Die
oberste Latte kann mit etwas weniger Abstand verlegt werden, da der Firsthaltehaken kürzer ist als
die „Normalhaken“(vgl. Abbildung 3). Wichtig ist, beim Montieren des Trauf- und Firstabschlusses für
eine gute Durchlüftung zu sorgen, d.h. möglichst grosse Lüftungsquerschnitte zu realisieren.
Es ist darauf zu achten, dass die Lattung exakt die in den Ausführungsunterlagen vorgesehenen
Masse besitzt (Nachkontrolle!). Die PV-Elemente können nicht zugeschnitten werden!
2.2 Montage der PV-spezifischen Unterkonstruktion
Sobald die Lattung angebracht und kontrolliert worden ist, wird die Lage der vertikalen
Wasserableitprofile auf der Lattung eingezeichnet. Diese ist ebenfalls aus dem Dachplan
ersichtlich. Insbesondere bei vertikal langen Dächern empfiehlt es sich zur Minimierung von
thermischen Spannungen die Profile an den beiden vertikal gesehen in der Mitte liegenden Latten
zu verschrauben. Die Profile werden dazu wie in Abb. 6 dargestellt beidseitig durch die äusseren
Lippen angeschraubt. Die Löcher in diesen Lippen müssen vorgebohrt werden. Es dürfen keine
Senkkopfschrauben verwendet werden. Unten und oben werden die Profile nur seitlich mit
Schrauben oder Nägeln fixiert, so dass der Stift die äusseren Lippen des Profils berührt, und der Kopf
sie niederhält. Auch zur seitlichen Fixierung keine Senkkopfschrauben verwenden. Zur geraden
Ausrichtung der Profile empfiehlt es sich mit der Schlagschnur jeweils eine vertikale Linie zu setzen,
da die Profile elastisch sind und etwas krumm sein können.
Abbildung 6 Befestigung mit Schraube und Fixierung mit Nagel
Anschliessend werden die Haken positioniert. Ihr vertikaler Abstand entspricht der sichtbaren
Höhe der Module (vgl. Abb. 1). Als horizontale Position wird ein Abstand vom rechten und linken Rand
des Moduls von ca. 15 bis 25% der Modulbreite empfohlen. Die Montagelehre für Haken (als Zubehör
bei Atlantis erhältlich) mit einstellbarem Abstand kann gute Dienste leisten, oder auch ein Band mit
aufgezeichneten Positionen, da die Abstände präzis eingehalten werden müssen. Mit der Montagelehre
werden die Haken Reihe für Reihe verlegt (Begriffsdefinition: Reihen verlaufen in
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horizontaler Richtung). Abbildung 7 zeigt einen Dachausschnitt mit verlegter PV-Unterkonstruktion.
Abbildung 7 Verlegte PV-Unterkonstruktion
Falls die Haken nicht präzis montiert werden, hängen die PV-Elemente schief, und können
aneinander stossen – Achtung Glasbruch! Die Abstände müssen zudem exakt mit den im GFKProfil
eingesteckten Gummiauflagebändern übereinstimmen. Die Firsthaltehaken der obersten Reihe
(ebenfalls je zwei pro PV-Element) werden erst nach dem Verlegen der PV-Elemente montiert.
Besonders präzises Arbeiten ist beim Verlegen der untersten Hakenreihe erforderlich, damit die
Module auf einer Linie ausgerichtet sind. Dies kann mit einer zwischen den äussersten Haken
gespannten Schnur gemacht werden, oder vor dem Verlegen der Profile durch Aufzeichnen einer
geraden Linie mit der Schlagschnur.
Beim Traufabschluss sollte zwischen Traufbrett und unterstem Element ein Insektenschutzgitter
montiert werden, da sonst ein ca. 2.5 cm breiter Spalt offen bleibt. Hierfür kann beispielsweise ein
z-förmig gebogenes Lochblech mit Schenkellänge 22 mm verwendet werden. Zum Schutz der
Rückwandfolie der Module muss dieses Blech oben mit einem selbstklebenden Schaumgummistreifen
abgedeckt werden. Ebenfalls empfohlen wird ein Insektenschutzgitter an unteren
Ende der Konterlattung (vgl. Abbildung 3).
Die Randabschlüsse an Ortgang und Traufe (z.B. mit Ort- und Traufblech; allg. Spenglerarbeiten)
müssen fertig montiert sein, bevor die PV-Elemente verlegt werden.
2.3 Verlegung der Strangka bel
Die Strangkabel werden gemäss Feldeinteilungsplan verlegt, und mit dem entsprechenden Ende (+
oder -) an der jeweiligen Position vorübergehend an der Lattung befestigt (idealerweise an der Latte,
welche unterhalb der Mitte des betreffenden PV-Elementes liegt). Das klemmenkastenseitige
Ende wird dann zum Dachdurchbruch hin durch die Lattung geführt und dort vorübergehend
festgemacht (im Falle von berührungsgeschützten Steckverbindern an den Kabelenden), oder im Fall
von offenen Enden bereits im Klemmenkasten angeschlossen. Sobald die Solarlaminate
zusammengeschlossen sind, steht der Kabelstrang unter Hochspannung! Die Kabelenden
müssen klar ersichtlich mit Feldnummer und Polung (z.B. roten Kleber für + Pol anbringen) beschriftet
sein. Gegebenenfalls ist es hilfreich, bei komplizierteren Dächern die
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entsprechende Feldnummer mit Polung an der entsprechenden Stelle auf das Unterdach zu
schreiben. Die Kabel sind mit einer genügenden Ü berlänge zu bestellen.
Wichtig: Der Klemmenkasten (falls vorhanden) respektive der Wechselrichter bildet die "Grenze"
zwischen den Dachdecker- und Elektriker-Arbeiten: Der instruierte Dachdecker verlegt die
Strangkabel (nur im Fall von berührungssicheren Steckverbindern) bis vor den Klemmenkasten und
der Elektriker erledigt die restlichen elektrischen Installationen. Nur er ist befugt, die Strangkabel
im Klemmenkasten anzuschliessen!
2.4 Verlegung der PV-Elemente
Sobald die vorgängig beschriebenen Arbeiten
erledigt sind, kann mit der Verlegung der PV-
Elemente begonnen werden. Diese werden
normalerweise von oben nach unten verlegt, damit
man nicht auf den Elementen stehen muss. Als
erstes sollte dasjenige Element eines Stranges
verlegt werden, welches an das Strangkabel
angeschlossen wird. Generell muss beim
Verbinden mit dem nächsten Element auf die
richtige Polung geachtet werden. Sind einmal zwei
PV-Elemente miteinander verbunden, kann dank
verpolungssicheren Steckern jeweils nur noch der
passende Pol angeschlossen werden.
Um das Anschliessen des Kabels an das nächste
Element zu erleichtern, kann das zu verlegende
PV-Element vorsichtig aufrecht in die Haken unterhalb des bereits verlegten PV-Elementes abgestellt
werden. Dann können die Steckverbinder miteinander verbunden werden.
Anschliessend wird es vorsichtig aus den Haken gehoben, die Oberkante auf die Gummiauflage
abgestellt, und so flach als möglich unter die Haken des darüber liegenden Elementes geschoben
werden, bis es in die untenliegenden Haken eingehängt werden kann. Dann wird das Solarlaminat
heruntergezogen, bis es ganz unten in den Haken liegt, und horizontal ausgerichtet ist.
2.5 Funktionskontrolle während der Verlegung der PV-Elemente
Es empfiehlt sich, die Stränge nach jeweils etwa 10 MegaSlate ® -Elementen auf korrekte Funktion zu
überprüfen. Dazu werden beide Enden an ein Spannungsmessgerät mit mind. 10 A
Gleichstromeingang angeschlossen, und die Werte für Spannung mit den entsprechenden aus der
Strangprüftabelle verglichen. Der Strom sollte nur gemessen werden, falls ein dazu geeigneter
Gleichstrom-Lasttrennschalter verfügbar ist. Die Steckerverbindungen dürfen keinesfalls zum
Unterbrechen des Stranges verwendet werden:
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Der beim Auseinanderziehen der Stecker entstehende Gleichstromlichtbogen zerstört die
Kontakte der Steckverbindungen. Vorsicht, es entsteht lebensgefährliche Hochspannung!
Ferner können Augenverletzungen und Verbrennungen durch Lichtbögen auftreten. Die
Strangprüfung darf nur von einer in Elektrotechnik geschulten Fachkraft durchgeführt
werden.
2.6 Klemmenkasten und Wechselrichter
Anschluss und Installation des Wechselrichters und Klemmenkastens müssen von einem
Fachelektriker durchgeführt werden!
Der Klemmenkasten sammelt die Gleichstrom-Zuleitungen (Strangkabel) der PV-Anlage. Vom
Klemmenkasten wird der gesammelte Gleichstrom über ein geeignetes Kabel zum Wechselrichter
geführt. Der Wechselrichter wandelt den Gleichstrom in Wechselstrom um, sorgt für den Betreib
am Leistungsoptimum („Maximum Power Point Tracking“, kurz MPPT) und ist für die
Synchronisation mit dem Netz zuständig.
Der Klemmenkasten (je nach Wechselrichter ist der Klemmenkasten bereits integriert) wird
üblicherweise im Dachstock des Gebäudes installiert. Er muss länderspezifischen Vorschriften
entsprechend ausgeführt werden. Ü blicherweise werden dabei die Ü berspannungsableiter mit
einer 16 – 25 mm 2 Leitung an den Potentialausgleich angeschlossen. In der Schweiz wird z.B. eine
Stahlbox empfohlen, oder Befestigung an einer feuerfesten Platte oder Wand. In Deutschland
(Installation gemäss IEC-Norm 60364-7-712) ist eine Stahlbox nicht zulässig. Ob der
Klemmenkasten an den äusseren Blitzschutz angeschlossen werden soll, ist länderspezifisch
geregelt. Wird kein Klemmenkasten benötigt, sondern die Stränge direkt am Wechselrichter
respektive am Gleichstromtrennschalter (in Deutschland obligatorisch seit dem 1. Juni 2006)
angeschlossen, ist gemäss den Installationshinweisen des ausgewählten Wechselrichters
vorzugehen.
Die Verbindung zwischen Klemmenkasten und Wechselrichter wird mit einem abgeschirmten
Gleichstromkabel mit ausreichendem Querschnitt ausgeführt. Die Abschirmung ist mit der Erde zu
verbinden.
Der Wechselrichter wird (je nach Typ) vorzugsweise im Keller des Gebäudes installiert. Um
schädliche Kondenswasserbildung zu vermeiden, muss es ein trockener, gut durchlüfteter Raum
sein. Die wechselstromseitige Verkabelung muss von einem Fachelektriker ausgeführt werden.
Der Anschluss der Anlage an das Netz muss, in vorheriger Absprache mit dem zuständigen
Elektrizitätswerk, von einem konzessionierten Elektriker durchgeführt werden. Ein Beispiel eines
Elektroschemas ist in Abb. 8 dargestellt.
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2.7 Inbetriebnahme der Anlage
Abbildung 8 – Beispiel Elektroschema
Wenn die PV-Elemente gemäss Plan miteinander verbunden sind, muss vom Fachmann eine
Abschlussmessung der Strangkabel durchgeführt und protokolliert werden. Dies kann im Fall von
berührungsgeschützten Steckverbindungen an den Enden der Strangkabel vor dem Anschluss an
den Klemmenkasten erfolgen. Im Fall von offenen Enden sind diese gemäss Anleitung vorgängig
an die Klemmen anzuschliessen. Die Messung wird daher an den Kontakten im Klemmenkasten
durchgeführt. Der Strang muss mittels Gleichstromtrennschalter im Klemmenkasten unterbrochen
werden. Kurzschlussstrom und Leerlaufspannung sind für jeden Strang einzeln zu messen. Die
Gleichstromtrennschalter müssen entsprechend der Anlageleistung ausgelegt sein! Ferner
empfiehlt sich auch eine Prüfung auf Erdanschluss. Die gemessenen Werte sind mit den Werten aus
der Strangprüftabelle zu vergleichen. Mit einer elektronischen Last können auch mehrere Messpunkte
entlang der Strom-Spannungskurve erfasst werden.
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3 Wichtige ergänzende Informationen
3.1 Systemkomponenten
Das MegaSlate ® System besteht aus folgenden Komponenten:
1. PV-Elemente mit Verbindungskabeln & Steckverbindern
2. Wechselrichter
3. Klemmenkasten/ Gleichstromtrennschalter
4. Strangkabel (verbindet Modulreihen mit Wechselrichter oder Klemmenkasten) mit
Steckverbindern
5. PV-Blindelemente (optional)
6. Restwasserführende Spezialauflageprofile, mit eingesteckten Gummiauflagern (auch als
Wasserableitprofile/ Wasserablaufrin nen/ GFK-Profile bezeich net)
7. Haken ,,normal“oder ,,klein“zur Befestigung der PV-Elemente und der Blindelemente
8. Firsthaltehaken zur Befestigung der Elemente oben am Firstbrett
9. Schrauben zur Befestigung der Haken (Standard 5mm x (Lattendicke + 5) mm, verzinkte Torx
Senkkopf-Holz- oder Spanplattenschrauben)
10. Schrauben zur Befestigung der Wasserableitprofile (Standard 5 x 35 mm, Rundkopf-
Holzschrauben)
11. Breitkopfnägel verzinkt, ca. 40 mm, zur seitlichen Fixierung der Auflage-Profile
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3.2 Materialien
Die PV-Elemente bestehen aus Silizium Solarzellen, Weissglas, EVA (Ethyl Vinyl Acetat), einer
hoch beständ igen Ku nststoffrückwandfol ie (Tedlar-Verbund), verzinnten Ku pferlötbändern,
Kunststoff-Anschlussdose, Halbleiter Bypassdiode, Anschlusskabel und Stecker (halogenfrei).
Die GFK-Profile bestehen aus glasfaserverstärktem Kunststoff der Brandschutzklasse B2. Die
Auflagen bestehen aus witterungsbeständigem Gummi.
Die Haken bestehen aus kunststoffbeschichtetem Stahl (Flussstahl oder V2A). Die verwendeten
Komponenten sind giftklassefrei.
3.3 Handhabung und Transport
Sämtliche Komponenten sind vorsichtig zu handhaben. Speziell empfindlich sind die PV-Elemente
(Hohe Bruchgefahr beim Anstossen!). Beim Transport, Abladen, Zwischenlagern und Verlegen ist
daher mit grosser Sorgfalt vorzugehen. Wegen der an den Modulen angebrachten
Steckverbindungen sind diese vor Kontakt mit Wasser (Regen, Schnee etc.) zu schützen. Bei den
elektronischen Geräten ist auf Lagerung im Trockenen zu achten (Klemmenkasten,
Wechselrichter, Sensoren etc.). Die GFK-Profile müssen vor mechanischer Beschädigung
geschützt werden. Es ist ferner beim Handling von langen Profilen auf geringe Durchbiegung zu achten
(Bruch- und Verletzungsgefahr).
3.4 Elektrische Verbindung, Kabeltypen
Nur für Solaranlagen geeignete Kabel dürfen eingesetzt werden. Empfohlen werden zur
Verschaltung der PV-Elemente doppelt isolierte, wärmebeständige, halogenfreie Einaderleitungen,
für die Verkabelung von Wechselrichter und für den Klemmenkasten zusätzlich geschirmte Kabel
mit ausreichenden Querschnitten. Die Steckverbindungen zwischen den Modulen sind
berührungsgeschützt.
3.5 Randabschlüsse und Anschlüsse
Randabschlüsse werden üblicherweise vom Spengler oder Dachdecker ausgeführt. Dies sind
Ortgang, Firstabdeckung, Traufe, Insektengitter und Einlaufblech, Anschlüsse an Dachfenster,
Kamine, Gauben etc. Der Anschluss an normale Dachbedeckungsmaterialien bedarf der
vorhergehenden Prüfung und Planung - vorzugsweise unter Zuhilfenahme eines Fachmannes,
welcher mit der anschliessenden Ausführung beauftragt wird. Entsprechend den auf dem Dach
verwendeten Materialien (Dachfenster, Gauben, etc) sind auch die Materialien für die Anschlüsse zu
wählen, z.B. Titanzink, Kupfer, verzinktes Blech etc.
Wichtig: Es ist zu beachten, dass die GFK-Profile nur zur Ableitung von ü ber die
Modulkante laufendem Restwasser dimensioniert sind. Sie dürfen keinesfalls als
„Sammelableitungen“ benutzt werden. Es muss daher strikt darauf geachtet werden, dass
gesammelt ablaufendes Wasser nie direkt in das Auflageprofil eingeleitet wird, sondern auf
die Modulmitte (kleine Mengen), oder noch besser, andere dafür vorgesehene Rinnen.
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3.6 Vorsichtsmassnahmen und Begehungsanweisung
Generelle Vorsichtsmassnahmen
1. Keine Berührung der PV-Elemente mit Metallteilen wie Hammer, Schraubenzieher, Karabiner etc.
2. Kabel nicht verletzen (Lebensgefahr! Hochspannung bis 800 V); gegebenenfalls Kabel mit
verletztem Isolationsmantel von einer Fachperson austauschen lassen
3. Niemals Stecker unter elektrischer Last auseinanderziehen
4. Möglichst kein Werkzeug am Gürtel beim Arbeiten in der Nähe der PV-Elemente
(Beschädigung der Module bei Herunterfallen auf die Glasfläche!)
Spezielle Massnahmen bei Begehung
1. Betreten der Module nur falls unumgänglich
2. Eigensicherung: falls keine Absturzsicherung an der Traufe, nur angeseilt – mit möglichst
kleiner freier Seillänge - arbeiten
3. Rutschgefahr, insbesondere bei Nässe. Es kann jedoch unter Umständen auch bei trockenen
Verhältnissen und selbst bei einer flachen Dachneigung zum Abrutschen kommen
4. Belastungen minimieren (z.B. nicht auf Ecken, Kanten und Haken stehen)
5. Auf weiche und saubere Gummisohlen achten (keine Kieselsteine im Profil etc.)
6. Wegen des nicht auszuschliessenden Glasbruchs (und damit einhergehendem Abrutschen auf
dem Unterdach) Schuhe mit hohem Schaft tragen, oder den Knöchelbereich speziell schützen
7. Möglichst leichten Mitarbeiter einsetzen (ideal weniger als 75 kg)
8. Gewicht möglichst auf mehrere Elemente verteilen
9. Bevorzugte Trittstellen gemäss Abbildung 9 (als Ellipsen eingezeichnet)
Abbildung 9 – bevorzugte Trittstellen
10. Nicht auf die Glaskanten stehen; das Glas ist an der Kante am empfindlichsten!
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MegaSlate ® – Solardachsystem Atlantis Energy Systems Inc.
Planungshilfe und Montageanleitung für Installateure (V7)
3.7 Fehlersuche und Austausch von Elementen
Sollten sich bei der Spannungs- und Stromprüfung der einzelnen Stränge Unregelmässigkeiten
ergeben, so müssen diese zur sicheren und optimalen Funktion der Anlage behoben werden.
Fehler können entstehen durch defekte Zellen oder Module, nicht gut geschlossene
Steckverbinder, ganz oder teilweise ausgerissene Kabel(enden), falsche Anzahl der miteinander
verbundenen Module, fehlerhafte Verkabelung der Module untereinander (Fehler im
Strangaufbau), etc.
Als Referenz im Falle der Spannungsmessung gilt die Strangprüftabelle unter Beachtung der
geschätzten Zellentemperatur. Bei der Strommessung kann eine Plausibilitätsprüfung (Vergleich
verschiedener Module bei gleicher Einstrahlung) Aufschluss geben.
Im allgemeinen empfiehlt sich folgendes Vorgehen bei Abweichung der gemessenen
Leerlaufspannung von der Soll-Spannung gemäss Strangprüftabelle, oder deutlicher Abweichung
des gemessenen Kurzschlussstromes gegenüber einem Referenzmodul- oder Strang:
1. Montageverlauf des entsprechenden Stranges nochmals überdenken. Verkabelungsplan
beachten, evtl. Elemente nachzählen. Prüfen der Verkabelung soweit ohne Demontagen
möglich. Falls Anzahl stimmt und keine Fehler gefunden werden:
2. Ö ffnen des Stranges etwa in der Mitte, und Ausmessen beider Hälften. Sollte eine der beiden
Hälften Abweichungen von den erwarteten Werten (Strom und Spannung) aufweisen, dieses
Vorgehen für diese Stranghälfte wiederholen, bis die fehlerhafte Komponente oder Verbindung
ermittelt ist.
3. Austauschen/Reparieren der Komponente oder des Fehlers.
4. Kontrollmessung
Achtung: der Verbindungsstecker zwischen den Modulen darf nie als Stromunterbrecher bzw.
Schalter bei der Messung benützt werden. Steckverbinder niemals unter Last trennen.
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