Mängel und Schadensbilder bei Montage und Betrieb

Transkript

1 Referent: Dipl.Ing. Clemens Sodeik Planung - Installation - Schadensbegutachtung - Beratung - seit 1996 Freiburg,

2 Problem: unter der Anlage... Viele aktuelle Dachhaken-Ausführungen verformen sich bauartbedingt bei starker Belastung. Schwingende Dachhaken können dabei den Ziegel zerbrechen. Häufig gibt es keine Herstellerangaben zu und Verformungen der Dachhaken. Tests zeigen häufig geringere reale Belastbarkeit als angegeben... Häufige Montagefehler und/oder unrealistische Montageanweisungen. Der Schaden bleibt oft lange unentdeckt, da die Schadensstelle unter den Modulen liegt. 2 / 23

3 Problem: unter der Anlage... Häufig gibt es keine Herstellerangaben zu und Verformungen der Dachhaken. Tests zeigen häufig geringere reale Belastbarkeit als angegeben... Beispiel: Dachhaken mit Zertifikat, laut Hersteller belastbar bis 2,05 kn Einbauvorschrift laut Hersteller: 5mm Luft zum Ziegel Im Test reale Verformung bei 1,2 kn: 5mm Im Test reale Verformung bei 2,05 kn: 10mm!... = 200%! Risiko Wie hilfreich sind dann die statischen Dimensionierungshilfen der Hersteller...? Biberschwanz-Ziegel: Belastung mehrerer Ziegel-Lagen! Ziegel unter dem Blechziegel brechen! 3 / 23

4 Lösungskonzept: senkrechte Einleitung der Belastungen. Vorteil: Keine Belastung der Ziegel, keine Verspannungen der Module. 4 / 23

5 Lösungskonzept: senkrechte Einleitung der Belastungen. Vorteil: Keine Belastung der Ziegel, keine Verspannungen der Module. 5 / 23

6 Lösungskonzept: senkrechte Einleitung der Belastungen. Vorteil: Keine Belastung der Ziegel, keine Verspannungen der Module. 6 / 23

7 Lösungskonzept: senkrechte Einleitung der Belastungen. Vorteil: Keine Belastung der Ziegel, keine Verspannungen der Module. Millionenfach bewährte Dach-Technik. Ein Typ für alle Ziegeldächer. Herstellerunabhängig kombinierbar mit beliebigen Montagesystemen. Potential für Standardisierung und optimierung. 7 / 23

8 Problem: von Unterkonstruktion und/oder Solarmodulen... Thermische Längenänderungen, Dachhakenbewegungen, ungenaue Gestellausrichtung und Modultoleranzen führen zu unsauber sitzenden Modulklemmen und teilweise zu abrutschenden Modulen... Lösungskonzept: (Schadens-Vermeidung) Verbindlicher Einsatz von formschlüssigen Abrutschsicherungen. Oder besser Ursachen-Vermeidung: Reduzierung der, z.b. durch stabilere nicht-schwingende Dachhaken-Bauarten, doppelt-lagige Kreuzkonstruktionen und Materialien mit geringerer Längenausdehnung. 8 / 23

9 Problem: von Unterkonstruktion und/oder Solarmodulen... (Einhaltung der Klemmbereiche?) niedergedrücktes Modul abgerutschte Modulhalteklammer Thermische Längenänderungen, Dachhakenbewegungen, ungenaue Gestellausrichtung und Modultoleranzen führen zu unsauber sitzenden Modulklemmen und teilweise zu abrutschenden Modulen... Lösungskonzept: (Schadens-Vermeidung) Verbindlicher Einsatz von formschlüssigen Abrutschsicherungen. Oder besser Ursachen-Vermeidung: Reduzierung der, z.b. durch stabilere nicht-schwingende Dachhaken-Bauarten, doppelt-lagige Kreuzkonstruktionen und Materialien mit geringerer Längenausdehnung. 9 / 23

10 Problem: häufig fehlende Freigaben der - bzw. Folienhersteller bezüglich hoher punktueller Lasten bei zu kleinen Aufstellflächen... Die lastübertragende Kontaktfläche beträgt nur ca. 10% der Modulfläche, d.h. Sehr starke Konzentration der Druckkräfte insbesondere bei Schnee und Wind, d.h. sehr hohe lokale Belastung der Dachfolie. 10 / 23

11 Problem: häufig fehlende Freigaben der - bzw. Folienhersteller bezüglich hoher punktueller Lasten bei zu kleinen Aufstellflächen... Die lastübertragende Kontaktfläche beträgt nur ca. 10% der Modulfläche, d.h. Sehr starke Konzentration der Druckkräfte insbesondere bei Schnee und Wind, d.h. sehr hohe lokale Belastung der Dachfolie. 11 / 23

12 Lösungskonzept: Nutzung großer druckstabiler Kontaktflächen. Vorteil: niedrige Punktlasten bei Schnee- und Winddruckbelastung. Die lastübertragende Kontaktfläche beträgt ca. 75% der Modulfläche, d.h. Konzentration der Druckkräfte bei Schnee und Wind ist äußerst gering, gleichmäßig, Dach- und Folien-schonend. 12 / 23

13 Problem: Ansammlung von Schmutz und Schnee an gerahmten Modulen Ertragsverluste 13 / 23

14 Lösungskonzept: Verwendung rahmenloser Module in Kombination mit angepassten hochstabilen Montagelösungen. Bei Wechselrichtern und Zellen wird nach immer besseren Wirkungsgraden gestrebt Rahmenlose Module im Vergleich Ohne Rahmenleisten kein Warmluftstau ungehinderte Strömung Auch durch bessere Selbstreinigung und lassen sich höhere Erträge erzielen! (siehe ) Vorteil rahmenlos: Materialeinsparung, höhere Stabilität durch rückseitige linienartige Lagerung, verbesserte Selbstreinigung, und Optik. 14 / 23

15 Problem: geringe Belastbarkeit der Modulrahmen bei real gealterten Anlagen Modulrahmen nicht dauerhaft haltbar also besser gleich weglassen 15 / 23 (Weiterer Vorteil: es gibt Hinweise auf ein tendenziell besseres PID Verhalten rahmenloser Module )

16 Problem: Unsaubere Verlegung der Kabel kann zu durch Schnee, Eis, scharfe Kanten, etc. führen Beispiele nachlässiger Kabelverlegung ( eine Getränke-Dose ) 16 / 23

17 Beispiele guter Kabelverlegung: Keine losen Stecker und Kabel Alle Stecker und Kabel mit ausreichend Kabelbinder fixiert 17 / 23

18 Problem: zu schwere bzw. zu große Modulabmessungen Bei Berücksichtigung von Gesundheit und Sicherheit sind bei großen Modulen zum Tragen 2 Personen erforderlich. 18 / 23 Auf den wenigsten Dächern kann man so bequem laufen wie auf diesen Beispielbildern... Deutlich schwieriger sind steilere Dächer bei windigen oder regnerischen Verhältnissen...

19 Problem: zu schwere bzw. zu große Modulabmessungen Gesundheit Sicherheit Effektivität? 19 / 23

20 Problem: zu schwere bzw. zu große Modulabmessungen Lösungskonzept: Begrenzung der Modulgrößen und, so dass eine Ein-Mann-Montage problemlos möglich ist. Z.B. max. ca. 15 kg bzw. ca. 1,6m x 0,8m (ca. 1,3m 2 ) Vorteile: Sichere Montage auch auf steilen Dächern, auch bei Wind und Nässe. Keine körperliche bzw. gesundheitliche Überlastung der Monteure. Flexible Anlagenplanung auch für kleine und unregelmäßige Dächer. Effektive Montageabläufe. Betrachtung der Gesamt- (Montage...) 20 / 23

21 Problem: zu schwere bzw. zu große Modulabmessungen Lösungskonzept: Modulgröße für sichere Ein-Mann-Montage Modulbezogene pro Wp große Module kleine Module Material u. Logistik Fabrik: Fern-Logistik, Module pro LKW/Container: Lager und Baustelle (Dach), Monteure, Hebekran, etc. : steigt sinkt Gesamt--Betrachtung! 21 / 23

22 Problem: zu schwere bzw. zu große Modulabmessungen Lösungskonzept: Modulgröße für sichere Ein-Mann-Montage Empfehlungen und Studien (weltweit / EU / D): Arbeitsmedizin / Ergonomie Berufsgenossenschaften / Unfallversicherer Mitarbeiter-Fürsorge: junge/alte/weibliche Montagemitarbeiter Gesunder Menschenverstand Dem Management der Modulhersteller, Großhändler, und auch dem Einkauf der Solarteure mangelt es oft an eigener persönlicher praktischer Montage-Erfahrung auf Dächern bei Wind und Wetter Praktika sind dringend zu empfehlen!!! 22 / 23

23 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Freiburg,

24 Mängelverteilung - Auswertung verschiedener Gutachten Module 16% Elektro 26% Auslegung / Planung 6% Bef estigung 52% Spitzenreiter Befestigung Modulmängel steigend! 1

25 s Solar-Glas, wie Sie es noch nie gesehen haben! Entscheidend sind also geeignete Montage-Komponenten! Quelle: 2

26 Stabilitätssteigerung dünner Gläser durch leicht bogenförmige Modullagerung! Belastungstest rahmenloses Laminat-Modul Praxis: Labortest wie auf dem realen Dach Windsog- und Schneelastversuche (z.b. simuliert mit Holzpellets oder Sand) Theorie: Computer-Simulation (FEM) 3

27 Professionelle und hochstabile Montage eleganter rahmenloser Laminat-Solarmodule Komponenten getestet für extreme Belastungen: bis 681 kg/m 2 (Schneedruck) bzw. bis 265 km/h (Windsog) Die Module werden in Modulklemmen mit abgerundeter sehr breiter Auflagefläche (140mm) gelagert und zusätzlich durch jeweils 2 Montageschienen von unten unterstützt. 4

28 Professionelle und hochstabile Montage eleganter rahmenloser Laminat-Solarmodule Komponenten getestet für extreme Belastungen. Bei alpinen Schneelasten nahezu beliebig stabile Lagerung, z.b. rahmenlose Module durch jeweils 3 Montageschienen von unten unterstützt. 5

29 Vergleich Montage Syteme 6

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32 Verwendung von weltweit verfügbaren Standard-Profilen für Solar-Montagesysteme : Genormte Produkte, günstige, einfache Logistik : 9

33 Professionelle und hochstabile Montage ästhetischer rahmenloser Laminat-Solarmodule Hohe Erträge durch optimale Selbstreinigung und flach geneigter rahmenloser Module Ertrags-Beispiele von Anlagen mit rahmenlosen, entspiegelten Laminat-Modulen im Jahr 2012, Region D-79400: Süd/Südost-Anlage, Neigung ca , 1160 kwh/kwp Ost/West-Anlage, Neigung ca. 15, 932 kwh/kwp West-Anlage, Neigung ca. 17, 993 kwh/kwp 10

34 Professionelle und hochstabile Montage ästhetischer rahmenloser Laminat-Solarmodule Hohe Erträge durch optimale Selbstreinigung und flach geneigter rahmenloser Module 11

35 Professionelle und hochstabile Montage ästhetischer rahmenloser Laminat-Solarmodule Hohe Erträge durch optimale Selbstreinigung und flach geneigter rahmenloser Module D-79540, Ost-Anlage, Dachneigung ca. 10, durchschnittlicher realer Ertrag größer 950 kwh/kwp 12

36 Professionelle und hochstabile Montage ästhetischer rahmenloser Laminat-Solarmodule Druckverteilende Flachdach-Systeme mit großen schonenden Kontaktflächen für niedrige Punktbelastung der /Folie bei Schnee- und Winddruck Abstand zum Dach, dadurch : Keine Modul-Verschmutzung durch Spritzwasser, Möglichkeit zum Abrutschen von Schneemengen 13

37 Professionelle und hochstabile Montage ästhetischer rahmenloser Laminat-Solarmodule Hohe Erträge durch optimale Selbstreinigung und D-79400, Südwest-Anlage, Dachneigung ca. 40, durchschnittlicher realer Ertrag ca. 990 kwh/kwp 14

38 Professionelle und hochstabile Montage ästhetischer rahmenloser Laminat-Solarmodule Hohe Erträge durch optimale Selbstreinigung und 15

39 Professionelle und hochstabile Montage ästhetischer rahmenloser Laminat-Solarmodule Aufdach-Montage mit sehr niedriger doppelt-lagiger Kreuz-Konstruktion für ästhetische nahezu Indach-Optik bei gleichzeitig optimaler und Selbstreinigung 16

40 Bewährte Technik bei Dacheinbauten (Metallfalz-Dichtung) 17

41 rahmenlose Glas-Laminate im Alltag / in anderen Branchen Außerdem: Fassadenbau, Bus-Haltestellen, Möbel- und Ladenbau (Regale, Vitrinen), uvm. PKW, Baujahr 1993 rahmenlose Heckscheibe, mittlerweile Standard Balkonbrüstungen mit rahmenlosen Gläsern, Standardanwendung Rahmenlose Glas-Laminate in Zügen, Standard 18

42 rahmenlose Glas-Laminate im Alltag / in anderen Branchen Beispiel: Fassadenbau, Bus-Haltestellen, Möbel- und Ladenbau (Regale, Vitrinen), uvm. 19

43 Die Luft kann bei gerahmten Modulen nur im Bereich nahe der strömen. Aber die relevante direkt am Modulglas anliegende heiße Luftschicht kann wegen der Rahmen nicht gut wegströmen! Vergleiche rahmenlos - gerahmt Gute freie Luftströmung an rahmenlosen Gläsern! Optimale Kühlung und Selbstreinigung. Warmluftstau, schlechte u. behinderte Luftströmung entlang der Glasrückseite und schlechte Kühlung bei gerahmten Modulen! 20

44 Die Luft kann bei gerahmten Modulen nur im Bereich nahe der strömen. Aber die relevante direkt am Modulglas anliegende heiße Luftschicht kann wegen der Rahmen nicht gut wegströmen! Gestaute Warmluft, schlechte Kühlung der Modulgläser! 21

45 Die Luft kann bei gerahmten Modulen nur im Bereich nahe der strömen. Aber die relevante direkt am Modulglas anliegende heiße Luftschicht kann wegen der Rahmen nicht gut wegströmen! Gestaute Warmluft an Rahmen und Einlegeprofilen, schlechte Anströmung und Kühlung gerahmter Modulgläser! 22

46 Beispiele und Vergleiche: Nachteilig: hohe Bauart deutlicher Schattenwurf, höherer Kapillareffekt (Wasserstau, Moos, Flechten) geringe Breite, keine abgerundeten Ecken, unflexible starre Bauart mit hoher Kerbwirkung 23

47 Beispiele und Vergleiche: Vorteilhaft: niedrige Bauart Große Breite, abgerundete Ecken, federnde Bauart, schonende Material-Spannungsverläufe Minimale Verschattung, geschuppte Verlegung für hohe Selbstreinigung und gute Luftströmung 24