Module schützen, Schneelasten verteilen

Solaranlagen: Ob, wann und wie Solarmodule von Schnee zu räumen sind, ist nicht immer einfach zu entscheiden. Die Traglastreserve des Daches und die Belastbarkeit der Module spielen dabei eine große Rolle. Ähnliches gilt für die zunehmende Belastung durch starke Winde und Stürme.

Schneelast Solarmodule
Räumen oder nicht? Die Entscheidung ist von verschiedenen Faktoren abhängig, wie Standort, Lastverteilung, den statischen Gegebenheiten der Dachkonstruktion etc. Foto: Heinrich Koch & Co. GmbH, Bottrop

Schnee hatte auch in der Saison 2018/2019 weite Teile Deutschlands wochenlang fest im Griff. Vielerorts sorgten Schneefälle auch in dieser Saison wieder für erhebliche Belastungen auf den Dächern. Wie geht man mit dieser erhöhten Belastung um, wenn auf den Dächern Photovoltaik-Module installiert sind? Wann müssen die Module vom Schnee befreit werden? Eine gute Nachricht gleich vorweg: Auch dicke Schneeschichten machen einem Modul nichts aus – solange die Last gleichmäßig verteilt ist. Marktübliche Solarmodule halten einem Druck von 2.400 bis zu 5.400 Pascal stand, ohne Schaden zu nehmen. Das entspricht 240 bis 540 Kilogramm pro Quadratmeter. Getestet wird das regelmäßig in Qualitätslaboren.
Eine leichte Decke aus Pulverschnee kann sich schnell in eine tonnenschwere Last verwandeln, warnt der TÜV Rheinland. So wiegen zehn Zentimeter Pulverschnee etwa zehn Kilo pro Quadratmeter (kg/qm), das entspricht einer Drucklast von 98 Pascal. Nasser Schnee hingegen kommt bereits auf 40 kg bzw. 392 Pa. Gefriert der nasse Schnee, erhöht sich die Last dann sprungartig auf über 90 kg oder 882 Pa. Ein 140 Quadratmeter großes Dach muss dann beispielsweise eine zusätzliche Last von rund 50 Tonnen tragen.

Traglasten prüfen

Bei diesen enormen Lasten kann es insbesondere bei großen flach geneigten Dächern kritisch werden. Sobald die Traglastreserve des Gebäudes ausgereizt ist, müssen große Mengen des Schnees umgehend vom Dach entfernt werden. Fachliche Auskünfte dazu erteilen Statiker. Neuerrichtete Hallen werden aus Kostengründen häufig mit einer relativ geringen Traglastreserve geplant und gebaut. Deshalb wird vor dem Bau einer Flachdach-Anlage grundsätzlich eine statische Berechnung durchgeführt, bei der auch typische regionale Wind- und Schneelasten berücksichtigt werden.

Bei Flachdächern beispielsweise muss der Solargenerator außerdem zusätzlich beschwert werden, um das Verrutschen durch Wind zu verhindern, informiert die Firma IBC SOLAR, aus Bad Staffelstein, die seit 1982 am Markt ist. Bei der Frage, ob die Module kleinerer Anlagen von Schneelasten befreit werden sollten, scheiden sich die Geister. Die Entscheidung liegt im Ermessen des Betreibers und ist von verschiedenen Faktoren abhängig, beispielsweise, ob der Schnee nach einer gewissen Zeit von den Modulen in Freie abgleiten kann, ob er bei einem Flachdach lange liegen bleibt oder vom Standort, an dem große Schneelasten zu erwarten sind.

Solarmodule
Was nicht wirklich solide installiert ist, wird davongetragen. Foto: Yokk Solar GmbH

Vorsicht beim Schneeräumen

Ein weicher Teleskopbesen leistet gute Dienste beim Räumen und weit komplexere technische Möglichkeiten sind im Angebot, sollten jedoch ökonomisch klug abgewogen werden. So gibt es Systeme, die Schnee mit warmem Wasser wegwaschen oder solche, die Solarmodule selbst als Heizung zum Abtauen des Schnees einsetzen.
Die Kosten-Nutzen-Analyse ist hier entscheidend: Denn häufig sind die Stromerträge in den Wintermonaten sowieso nicht so hoch und die Einbußen durch den Schnee gegebenenfalls eher zu verkraften als aufwendige und teure technische Zusatzlösungen.
Das manuelle Schneeräumen, insbesondere auf Schrägdächern, ist nicht ungefährlich.
Darüber hinaus können Module durch Schaufeln und andere Schneeräumwerkzeuge beschädigt werden. Für punktuelle Lasten, wie Fußauftritte, sind Solarmodule sehr empfindlich. Niemals darf auf die Module getreten werden, was zu einer anspruchsvollen Aufgabe werden kann, wenn die Schneeschicht die Module vollends verdeckt und versteckt. Deshalb sollten die Personen, die den Schnee räumen, sich auskennen und sowohl auf die eigene Sicherheit achten als auch darauf, die Module und das Dach nicht zu beschädigen. Mit allen Reinigungswerkzeugen muss sehr umsichtig umgegangen werden.

Starkwind einplanen

Dr. Markus Käbisch, Geschäftsführer der deutschlandweit agierenden YOKK Solar-GmbH aus Leipzig erklärt seine Perspektive: „Ob man wegen des Winters und des Schnees vorsorglich mehr in den Ausbau der Anlagen investiert, muss man sehr genau überlegen. In Norwegen und im Alpenraum mag das plausibel sein, aber für Anlagen zwischen Ingolstadt und Hamburg lohnt sich das in der Regel nicht.” Auch darauf, dass die PV-Anlagen „Selbsterwärmungseffekte” hätten, so dass “der Schnee relativ schnell von allein abschmilzt”, verweist Geschäftsführer Käbisch. Zudem seien die Winter-Ertragsverluste durch Schnee so gering, dass sich oftmals die Schneeräumung nicht lohne. Massenschneefälle, durch welche die Statik eines Gebäudes ins Wanken zu geraten drohe, freilich ausgenommen. Und generell könne man davon ausgehen, dass „unsere Winter immer kürzer werden“.

Dr. Markus Käbisch weist jedoch noch auf ein anderes, seiner Erfahrung nach viel dringenderes Wetter-Phänomen hin: „Die zunehmenden Stürme stellen eine echte neue Beanspruchung dar. Wir müssen hier immer stärker darauf achten, dass die Unterkonstruktionen und die Dächer selbst stabiler werden.” Die Aufgabe der Unterkonstruktionshersteller sei, so Käbisch, den Wind deutlich stärker mit einzukalkulieren. Das sei nicht bei jedem Anbieter der Fall und eine erhebliche Gefahrenquelle.

Solarmodul verstärken
Module können bei hohen Schneelasten oft mit einfachen technischen Hilfsmitteln verstärkt werden, beispielsweise mit einem „Hosenträger-System”. Foto: IBC Solar

Prüfen, ertüchtigen, installieren

Die Wahrscheinlichkeit, dass sich das in Zukunft bei immer häufiger auftretenden heftigen Stürmen zu einem Problem auswachse, sieht Käbisch als gegeben, wenn hier nicht grundsolide gearbeitet werde. So habe auch YOKK bereits leidige Erfahrung mit Anbietern von Unterbausystemen machen müssen, die die Balastierung falsch berechnet hätten. Starke Stürme seien zwar schwer kalkulierbar und berechenbar, aber das entlasse niemanden aus der Verantwortung. Wegen der steigenden Wind-Belastungen sei es bei YOKK mittlerweile durchgängige Praxis, alle Installationsdächer nochmals eingehend unter die Lupe zu nehmen, insbesondere Trapezblech-Dächer auf großen, häufig preiswert errichteten Zweckgebäuden. Bevor die PV-Module montiert werden, werden die Eigentümer immer darauf hingewiesen, das Dach zunächst entsprechend auf Herz und Nieren prüfen zu lassen und gegebenenfalls nachzurüsten.


Den ausführlichen Artikel lesen Sie im KlempnerMagazin 8.2019

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Letzte Aktualisierung: 11.11.2019