Strom aus eigenem Anbau - Gewerbebauten als Solarkraftwerke: ungenutzter Rohstoff Flachdach

Die Stromgestehungskosten lägen dabei mit weniger als 10 ct/kWh deutlich unter den aktuellen Tagesstrompreisen von 13 bis 18 ct/kWh. Allerdings können die meist abgedichteten Flachdächer durch die herkömmlichen Modulbefestigungen oder durch unsachgemäße Verlegung leicht undicht werden. Die weltweit führende Weindirektvertriebsgruppe WIV Wein International AG ließ daher ihre 10000 m² große Solaranlage von einem Experten für Flachdächer und Photovoltaik realisieren: Die Sunova AG prüfte dazu nicht nur Statik und Abdichtung, sondern koordinierte als Generalunternehmer auch den Aufbau und lieferte ein durchdringungsfreies Befestigungssystem. Etwa 25% des Strombedarfs am Standort Langenlonsheim deckt die WIV inzwischen mit Sonnenenergie.
Der große Hallenkomplex der WIV wird vornehmlich für die Abfüllung und als Lager genutzt, weshalb hier auch große Kühlsysteme durchgehend im Einsatz sind. Da zudem aus Gründen der Klimatisierung zur Beleuchtung kein Tageslicht genutzt werden kann, fällt der Stromverbrauch entsprechend hoch aus. „Nachdem in den vergangenen Jahren unsere Energiekosten stark gestiegen waren, haben wir den gesamten Standort von einem Energieberater auf Verbesserungspotenziale hin analysieren lassen“, berichtet Tobias Mannhold, Umwelt- und Arbeitsschutzbeauftragter der Unternehmensgruppe. Der Experte empfahl unter anderem, eine PV-Anlage zu installieren und den erzeugten Strom selbst zu nutzen.

Durchdringungsfreie Fixierung
Oberste Priorität hatte dabei für den Bauherrn WIV, dass die Folienabdichtung seiner erst zwei Jahre zuvor aufwendig sanierten Dachflächen keinen Schaden nehmen durfte. Wärmegedämmte Flachdachabdichtungen sind wesentlich empfindlicher als typische Hartdeckungen, wie etwa Ziegeldächer, schon ein falscher Schritt kann den Dämmstoff komprimieren und eine Perforation der Abdichtung bewirken.
Selbst geplante Dachdurchdringungen zur Befestigung der Solaranlage an der Unterkonstruktion sind potenzielle Schwachpunkte und mögliche Auslöser für Undichtigkeiten, weshalb sie möglichst vermieden werden sollten. Allerdings hätten bei einem nur lose aufliegenden PV-System thermisch bedingte Verlagerungen oder ein Abheben durch Windsog ebenfalls zu Schäden am Dach und zu Leistungseinbußen aufgrund von Modulbrüchen oder Kabelquetschungen führen können. Die Unternehmensgruppe entschied sich daher für die dachdurchdringungsfreie Befestigungslösung von Sunova, die auf Heißluftverschweißen einer speziellen Unterkonstruktion mit der Dachhaut beruht. „Auch der Garantiegeber der Folie akzeptierte ausschließlich dieses Konzept ohne Einschränkungen“, so Mannhold. „Außerdem war das Gesamtpaket aus Befestigungstechnik, Anlagenplanung und Generalunternehmer-Leistungen sehr attraktiv.“     
Das System basiert auf Profilhaltern aus armiertem, hoch reißfestem  und alterungsbeständigem Kunststoff, die mittels Heißluftschweißung untrennbar mit der Kunststoff-Dachbahn verbunden werden. Der dafür verwendete Werkstoff wird jeweils nach dem Material der Abdichtung ausgewählt und ist in jedem Fall darauf ausgelegt, auch Temperaturen bis 80°C standzuhalten.
Damit es bei Windhub oder -schub nicht zu Überlastungen des Solarsystems oder der Dachbahnen kommt, wird das Gesamtsystem den Standortbedingungen entsprechend dimensioniert. Grundlage dafür sind die im Windkanal ermittelten Windbeiwerte sowie die in vereidigten Materialprüfanstalten gemessenen Zugfestigkeitswerte für die Halterungen. Die daraus abgeleiteten, zu erwartenden Windlasten werden teils durch aerodynamische Konstruktionsformen in Unterdruck umgewandelt, teils durch eine entsprechende Anzahl und Verteilung von Profilhaltern kompensiert. In die Halter sind Aluminium-Grundprofile eingeschoben, die dank breiter Lastabtragsflächen das Gewicht der Module verteilen und so die Dämmung entlasten. Darauf werden je nach individuellem Anforderungsprofil dachparallele oder aufgeständerte Solarsysteme montiert.
Neben der Unversehrtheit der Abdichtung galt es vor dem Aufbau der PV-Anlage auch die Statik des Daches zu beachten. „Da wir hier keine Kompromisse eingehen wollten, haben wir die geplante Anlage überprüfen lassen.“ Sunova arbeitete dabei als Generalplaner eng mit dem externen Statiker zusammen und brachte Erfahrungswerte aus ähnlichen Projekten sowie die System-Statik ein. Im Ergebnis musste die Halle lediglich an einigen Stellen im Inneren versteift werden, was sich ohne Probleme oder größere Kosten umsetzen ließ. „Da das Dach ursprünglich bekiest war und auf entsprechend hohe Lasten ausgelegt wurde, gab es hier kaum Nachbesserungsbedarf“, erklärt der Geschäftsführer von Sunova, Werner Innerhofer, der selbst lange im Flachdachbau tätig war. So wiegt das Befestigungssystem samt Solarmodul nur 10 kg/m², während die maximal zulässige Auflast für die Hallenkonstruktion bei 60 kg/m² liegt.

Garantie auf Dachhautkompatibilität
„Wir montieren mit ausgewähltem, flachdachkundigem Fachpersonal, das auf die Unversehrtheit der Abdichtung achtet und mit den typischen Eigenheiten dieser Dachform vertraut ist“, führt Innerhofer aus. Im Fall der WIV wurden die Module mit 20° Neigung aufgeständert. Ein Windableitblech an der Rückseite der Konstruktion sorgt dabei für einen gewissen Unterdruck, der zusammen mit den auf die Dachbahnen geschweißten Profilhaltern die Lagesicherung der Solaranlage gewährleistet. Innerhalb von vier Wochen installierten die Fachhandwerker auf einer Fläche von 10000 m² insgesamt 2082 polykristalline Solarpaneele mit einer Leistung von je 240 Watt.
Seit Mitte 2012 arbeitet die PV-Anlage mit einer Nennleistung von 500 kWp auf dem Gebäude der WIV-Gruppe. „Rund 83% des damit erzeugten Stroms verbrauchen wir selbst“, berichtet der Umweltbeauftragte Mannhold. „Es ist zwar noch kein ganzes Jahr seit der Inbetriebnahme vergangen, aber wir rechnen damit, dass wir etwa 25% unseres Bedarfs decken können.“ Die Amortisation der Anlage wird demnach in acht bis neun Jahren erwartet. „Die bisherigen Zahlen lassen uns hoffen, den Return on Investment vielleicht sogar früher zu erreichen.“
Das hauseigene Solarkraftwerk hätte dann noch nicht einmal die Hälfte seiner erwarteten Lebenszeit hinter sich: Sunova garantiert grundsätzlich die Standfestigkeit sowie die Dachbahnenkompatibilität seiner Systeme über einen Zeitraum von 20 Jahren. Selbst die prognostizierten Erträge werden auf Wunsch ebenfalls über 20 Jahre garantiert, sofern der Bauherr einer Überschussbeteiligung zustimmt.

Bilder: Sunova AG

KONTAKT: Sunova AG, 85630 Grasbrunn, Tel. 089 189047377, Fax 089 189047399, vertrieb@sunova.eu, www.sunova.eu

PV-Anlagen jetzt umrüsten
Mit dem 31.12.2013 endet nicht nur das Jahr, sondern auch die Übergangsfrist zur Umsetzung der Anforderungen zum Einspeisemanagement. Betreiber mit PV-Anlagen zwischen 30 und 100 kWp sollten sich jetzt um die Umrüstung ihrer Anlage kümmern, damit sie bis zum Ende des Jahres „EEG 2012“ konform sind.
Einer der schwerwiegendsten Punkte ist das sogenannte Einspeisemanagement, mit dem die einzuspeisende Leistung gesteuert werden soll. Die EVU sind dadurch in der Lage zu bestimmen, wann und wie viel PV-Strom von den zahlreichen dezentralen Erzeugern geliefert wird. In den meisten Fällen kommt dafür eine zusätzliche Steuerungstechnik zum Einsatz, die der PV-Anlagenbetreiber installieren lassen muss.
Welche Anforderungen jeweils gestellt werden und welche Technik zum Einsatz kommt, enthält das EEG 2012. Grundsätzlich werden aber bei vorgeschriebenen Maßnahmen drei Anlagengruppen unterschieden: unter 30 kWp, 30 bis 100 kWp und PV-Anlagen über 100 kWp. Für Anlagen zwischen 30 und 100 kWp, die nach dem 1.1.2012 installiert wurden, läuft Ende 2013 die Übergangsfrist zur Nachrüstung ab. Anlagenbesitzer, die noch nicht am Einspeisemanagement teilnehmen, müssen sich nun darum kümmern.
Für diese Gruppe, 30 - 100 kWp, muss das sogenannte „vereinfachte Einspeisemanagement“ umgesetzt werden. Es beinhaltet eine ferngesteuerte Wirkleistungsbegrenzung und ab 3,68 kVA die Blindleistungsbereitstellung. Wann die Leistung reduziert wird und in welchem Maße, bestimmt der jeweilige Netzbetreiber. Dazu werden die Signale zur Wirkleistungsreduzierung in der Regel über Rundsteuerempfänger ausgegeben und sind dann vom Wechselrichter entsprechend umzusetzen. Dafür muss der Wechselrichter eine passende Schnittstelle besitzen, an die der Rundsteuerempfänger angeschlossen wird. Eine andere Möglichkeit ist über ein Steuerelement, wie z.B. den Datenlogger „Solar-Log“ mit „PM+“-Funktion von Solare Datensysteme, Geislingen-Binsdorf. Dieser wird zwischen Rundsteuerempfänger und Wechselrichtern geschaltet. Der Datenlogger wandelt die Signale des Rundsteuerempfängers um und regelt den Wechselrichter daraufhin entsprechend. Damit kann ein Rundsteuerempfänger mit unterschiedlichen Wechselrichtertypen gekoppelt werden und ältere Modelle, ohne eine passende Rundsteuerschnittstelle, müssen nicht nachgerüstet werden. Die Signalverarbeitung und die entsprechende Wechselrichter-Steuerung übernimmt der Logger.
Durch das regulierende Eingreifen der EVU muss der Anlagenbetreiber nicht mit großen finanziellen Einbußen rechnen, denn das Einspeisemanagement unterliegt gewissen Regeln. Dazu zählt, dass der Anlagenbesitzer für Verluste durch das Regeln seiner Anlage entschädigt werden muss. Die Entschädigung bei einer Reduzierung der Einspeiseleis­tung der PV-Anlage liegt bei 95% der entgangenen Einspeisevergütung. Der Verlust ist dabei auf maximal 1% der Jahresleistung der Anlage gedeckelt, um weiterhin dem Betreiber eine Investitionssicherheit zu gewährleisten.