Hohe Schneelasten für Solarmodule – doch bedenklich?

Herausforderung bei hohe Schneelasten

Blogbeitrag von Bernhard Weilharter, Geschäftsführer der CS Wismar GmbH

Solarmodulhersteller berichten immer wieder darüber, dass selbst hohe Schneelasten den Solarmodulen keinen Schaden beifügen können. Aus unserer Sicht wird mit dem Thema gern zu leichtfertig umgegangen. Der massive Schneefall in den vergangenen Wochen hat uns in Teilen Deutschlands, Österreichs und der Schweiz teilweise Schneemengen von über einem Meter und mancherorts bis zu drei Meter beschert. Jetzt sind solche Schneemassen sicherlich nicht die Regel, aber die nächsten Wochen werden sehr deutlich zeigen, wie viele Photovoltaik-Dachanlagen tatsächlich dem diesjährigen Winter standgehalten haben.

Ein Kubikmeter trockener Pulverschnee wiegt zwischen 30 und 50 Kilogramm, ein Kubikmeter feuchter Altschnee hingegen bringt das Zehnfache auf die Waage – also 500 Kilogramm pro Kubikmeter. Im Rahmen der IEC-Prüfungen werden die Solarmodule vertikal auf Druck- und Soglasten (Mechanical Load) getestet. Während die Module einiger Hersteller hierbei einen Mechanical Load von 2400 Pascal (das entspricht etwa 240 Kilogramm pro Quadratmeter) schaffen, liegen höherwertige Hersteller bei einem Mechanical Load von 5400 Pascal (das entspricht circa 540 Kilogramm pro Quadratmeter). Dennoch ist stets auf die Montageanleitung zu achten: Es gibt nicht wenige Hersteller, die zwar die 5400 Pascal für sich reklamieren, allerdings hierfür eine zusätzlichen Montageschiene zur Stabilisierung des Moduls einfordern, Diese wird aber in der  Praxis meist nicht installiert. Nach unserer Auffassung müssen Solarmodule in potenziellen Schneelastregionen mit einer maximalen Prüflast von 8100 Pascal getestet werden.

Im Rahmen der IEC-Prüfung wird allerdings nur geprüft, wie viel vertikaler Druck oder Sog auf das Modul einwirken kann, bevor sich der Rahmen verbiegt oder das Glas bricht. Doch selbst wenn das Modul der mechanischen Belastung Stand gehalten hat kommt, es bei Glas-Folien-Modulen durch die Biegung zu Microrissen in der Zelle, welche die Leistung der Module – je nach Bruchbild – negativ beeinträchtigen kann. Wir bei der Sonnenstromfabrik plädieren daher dafür, in Schneelastregionen stets Glas-Glas-Module einzusetzen. Bei diesem Typ wird auf der Modulrückseite an Stelle der Kunststofffolie eine zweite Glasscheibe eingesetzt – die empfindlichen Solarzellen befinden sich damit in der neutralen Zone und es kann bei Biegungen zu keinen Microrissen und daraus resultierenden Leistungseinbußen kommen.

Spezielles Modul für hohe Schneelasten von der Sonnenstromfabrik

Aber selbst Glas-Glas-Module mit einer maximalen Prüflast von 8100 Pascal können bei den diesjährigen Schneeverhältnissen in Mitleidenschaft gezogen werden. Herabrutschende Schneelasten bei Schrägdächern können das Solarzellen-Laminat aus seinem Rahmen ziehen und das Solarmodul nachhaltig beschädigen (siehe beigefügtes Schadensbild). Um diesem Problem entgegenzuwirken, haben wir 2018 sogenannte Schneelast-Solarmodule eingeführt. Die Stabilität des Laminats wird bei diesem Modultyp durch eine speziell entwickelte Verbindung zwischen Solarzellen-Laminat und Modulrahmen gesichert. Zum Einsatz kommt ein spezieller Klebstoff mit extrem hoher Verbundkraft. Bis zu einer maximalen Prüflast von 825 Kilogramm pro Quadratmeter (8100 Pascal) hat der TÜV-Rheinland die 60-zelligen Schneelast-Solarmodule geprüft und die erhöhte Verbundkraft bestätigt.

Ja, Solarmodule können heute so gebaut werden, dass sie hohen Schneelasten standhalten. Gerade aber in der Photovoltaik-Branche, wo Kosteneinsparung in den vergangenen Jahren der zentrale Wachstumsfaktor war, empfiehlt es sich, die Eignung der Produkte in Hinblick auf mögliche Umwelteinflüsse sehr genau zu prüfen und die geeigneten Produkte von den ungeeigneten Produkten zu trennen.  Photovoltaik-Module sind an der Stelle mehr als nur ein austauschbares Commodity-Produkt.

Das Foto zeigt einen aktuellen Schaden aus Österreich: Es lagen auf dem Dach in der Spitze 70 bis 100 Zentimeter frischer Schnee, mit den nun wärmeren Temperaturen und dem Regen ist dieser auf 40 bis 70 Zentimeter zusammengesunken, aber natürlich deutlich mehr Gewicht pro Quadratmeter gerechnet. Mit dem Abrutschen hat das Gesamtgewicht plötzlich voll auf die untere Reihe gedrückt und den Rahmen demoliert. Die Module auf den Bildern sind vom TÜV Rheinland auf 5400 Pascal gemäß der alten IEC-Norm freigeprüft.

Foto: Andreas Steiner