Statik für Solaranlagen

Vor der Installation einer Photovoltaikanlage, muss die Statik geprüft werden. Damit gemeint ist die Tragfähigkeit des Gebäudes, insbesondere des Dachs, auf dem die Anlage installiert wird. Diese Prüfung stellt sicher, dass das Dach den zusätzlichen Belastungen durch Solarmodule, Wind- und Schneelasten standhält. Typische Zusatzlasten liegen je nach Dachform, Region und Anlagenart zwischen 7 und 30 kg/m².

Fehlende oder mangelhafte Berechnungen können zu schwerwiegenden Schäden führen. Eine Statikprüfung wird von zertifizierten Fachleuten nach DIN-Normen durchgeführt und kostet etwa 300 bis 1.000 Euro.

Faktoren

Die Zusatzlast hängt nicht nur vom Gewicht der Anlage und der Dachform ab, sondern auch von der Region, in der die Anlage installiert wird. Die einzelnen Lasten werden dabei unterteilt in:

Ständige Lasten: Also das Eigengewicht der Anlage samt Unterkonstruktion, das ständig auf dem Dach lastet.
Veränderliche Lasten: Hier geht es um Lasten, die nur temporär und auch unterschiedlich stark auf das Dach wirken. Insbesondere sind hier Schnee- und Windlasten zu berücksichtigen.

Ständige Lasten

Die ständige Last hängt maßgeblich von der Modul- und der Dachart ab. Glas-in-Glas Module sind dabei grundsätzlich schwere als herkömmliche Module. Das Gewicht der Module ist dem Datenblatt des Herstellers zu entnehmen.

Schneelasten

Schneelasten geben, wie der Name vermuten lässt, die zusätzliche Last durch Schnee an. Grundsätzlich gilt dabei je schneeärmer und tiefer die Region und je steiler die Neigung der Module desto geringer ist die Schneelast. Deutschland ist in 5 Schneelastzonen unterteilt.

Die Schneelast wird mit drei Parametern berechnet:

Modulneigung
Höhe des Anlagenstandorts über dem Meeresspiegel
Schneelastzone (siehe Grafik)

Schneelastzonen in Deutschland

Berechnung

Die Schneelast (S) wird berechnet mit der Formel:

S = sk * µ

wobei:

sk die charakteristische Schneelast angibt und
µ sich nach der Modulneigung richtet

Die charakteristische Schneelast (sk) ergibt sich aus folgender Tabelle hat aber jeweils nur Gültigkeit bis zu einer gegebenen Höhe über dem Meeresspiegel (siehe Tabelle). Über diesem Grenzwert werden regional unterschiedliche Formeln verwandt.

Zone	Charakteristische Schneelast (sk)	Gültig bis ü.NN
3	1,10 kN/m2	285 m
2a	1,06 kN/m2	285 m
2	0,85 kN/m2	285 m
1a	0,81 kN/m2	400 m
1	0,65 kN/m2	400 m

µ ergibt sich aus der Modulneigung:

Neigung (a)	Wert
≤ 30°	µ = 0,8
>30° und ≤ 60°	µ = 0,8 * (60 - a)/30
>60°	µ = 0

Windlasten

Analog zu Schneelasten geben Windlasten die zusätzliche Last an, die durch Wind entsteht. Wieder ergeben sich die einzelnen Werte aus der Region. Zusätzlich wird noch die Gebäudehöhe berücksichtigt. Letztlich werden auch noch die aerodynamischen Beiwerte der Anlage benötigt.

Hier gilt je windstärker die Region, je höher das Gebäude und je mehr Angriffsfläche das Paneel dem Wind bietet, desto höher ist der Druck. Dazu werden auch noch verschiedene Kalkulationen je nach Dachbereich angestellt (bspw. Rand- oder Eckbereiche).

Quellen für Statik

Die Statikunterlagen sind in der Regel teil der Bauunterlagen. Das zuständige Bauunternehmen sollte also die entsprechenden Unterlagen haben. Bei älteren Gebäuden hat in manchen Fällen auch noch das Bauamt entsprechende Unterlagen.

Sind keine Unterlagen aufzutreiben, können geprüfte Statiker oder Architekten die Statik berechnen.