Damit eine PV-Anlage Böen, starkem Wind oder gar Stürmen standhält, muss sie für die individuellen Verhältnisse vor Ort korrekt ausgelegt werden. Bei Flachdachanlagen wird die Anlage entweder mit dem Dach bzw. dem Untergrund fest verankert oder alternativ mit Gewichten, wie z.B. Steinen oder Sandsäcken, beschwert. Die letztere Variante bezeichnet man als eine mit Auflast ballastierte PV-Anlage. Durch das Beschweren können die Module Winddruck und Windsog widerstehen.

Ballastierung auf Flachdächern

Im Fall einer nicht korrekt geplanten und umgesetzten Ballastierung drohen Schäden durch Verrutschen oder Verschieben der Module bis hin zum Abheben. Bei Flachdächern ist diese Gefahr besonders hoch.

Steine beschweren die Unterkonstruktion der PV-Anlage: Eine optimale Ballastierung schützt vor Windschäden.

Während Installateurinnen und Installateure PV-Module auf einem Schrägdach flach und parallel zur Dachfläche befestigen, ständern sie diese auf Flachdächern mithilfe einer Unterkonstruktion aus Edelstahl oder Aluminium auf. Doch je höher der Neigungswinkel einer Aufständerung ist, desto mehr Angriffsfläche für Wind bietet das System.

Ballastierung für Solaranlagen korrekt berechnen

Bei der Planung einer PV-Anlage für ein Flachdach ist es deshalb von großer Bedeutung, die korrekte Ballastierung zu berechnen und umzusetzen, sonst drohen schwere Schäden.

Generell gilt: Je aerodynamischer die Elemente der Anlage – Panels und Unterkonstruktion – sind, desto weniger schwer fällt die Ballastierung aus. Dies kann das Dach schonen und macht die Installation für Solarteurinnen und Solarteure einfacher.

Unterstützung bei Ballastierungsplänen

Mit einem Ballastierungsplan, einem wichtigen Teil der Gesamtplanung einer PV-Anlage, lässt sich berechnen, wie schwer die Stabilisierungselemente (z.B. Betonsteine) sein müssen, um die Anlage bestmöglich zu sichern. Wir von venturama Solar unterstützen Installationsbetriebe bei der korrekten Ballastierung und bei der Erstellung von Ballastierungsplänen.

Dies geschieht mithilfe einer speziellen Planungssoftware. Hier geben wir die individuellen Daten zur Schneelast, zum Wind, zur Höhe des Gebäudes, zur geografischen Lage und schließlich zum Eigengewicht der gesamten PV-Anlage ein. So können wir die Ballastierung für jede Anlage individuell berechnen und die Werte an die Betriebe weiterleiten.

Weniger Ballastierung durch gute Aerodynamik
Die Ballastierung für Solaranlagen lässt sich auch durch einzelne PV-Komponenten beeinflussen. Deshalb haben wir bei der Entwicklung unseres Montagesystems für Flachdächer, FlatFlex, auf gute aerodynamische Eigenschaften geachtet.

Windgutachten für das Montagesystem mit guten Ergebnissen.

2023 haben wir das renommierten I.F.I. Institut für Industrieaerodynamik mit der Erstellung von Windgutachten für das FlatFlex-Montagesystem beauftragt. Das Institut untersuchte daraufhin die drei PV-Montagesysteme FlatFlex Ost-West, FlatFlex Süd mit Rückwand und FlatFlex Süd ohne Rückwand.

So entstehen Windgutachten

Windgutachten entstehen durch Tests im Windkanal. Akkreditierte Gutachter prüfen dabei das Verhalten von Objekten, z.B. von Solaranlagen im Windstrom. Dieses Verhalten hat direkte Auswirkungen darauf, wie schwer die Ballastierung des PV-Systems sein muss.

Im Windkanal ermitteln die Gutachter die sogenannten Druckbeiwerte. Den Druckbeiwert bezeichnet man auch als Druckkoeffizient. Beide Begriffe stammen aus der Aerodynamik, die sich mit der Bewegung von Luft – insbesondere der Umströmung von Körpern – befasst. Hier sind das die Solarmodule und die dazugehörige Unterkonstruktion auf dem Dach.

Der Druckbeiwert beschreibt die Druckverteilung auf das Montagesystem, also auf alle Punkte auf der Oberfläche des Systems. Er beschreibt also die aerodynamischen Eigenschaften eines Systems.

FlatFlex mit sehr guter Aerodynamik

Das Montagesystem FlatFlax verfügt über gute aerodynamische Eigenschaften. Eine zusätzliche Ballastierung sorgt für noch mehr Sicherheit.

Auch für die Bewertung von FlatFlex hat das Institut für Industrieaerodynamik solche Windtests durchgeführt. Das Ergebnis: Unser FlatFlex-System erreicht überdurchschnittlich gute Werte. Durch die sehr guten aerodynamischen Eigenschaften von FlatFlex lässt sich das System ohne allzu hohe Ballastierung installieren. Für Installationsbetriebe reduzieren sich dadurch Kosten auf logistische Aufwände für die nötige Ballastierung.

Kleines Solar-Glossar

Ballastierung: Unter Ballastierung versteht man das Beschweren einer Solaranlage auf dem Dach, damit sie bei Wind und Sturm befestigt bleibt. Meist platzieren Solarteure und Solarteurinnen dazu Ballaststeine aus Beton oder Sandsäcke unter der Befestigung.

Druckbeiwert: Der Druckbeiwert bezeichnet die aerodynamischen Eigenschaften eines Objekts. Er beschreibt die Druckverteilung auf alle Punkte auf der Oberfläche eines Objekts, z.B. eines Montagesystems.

Windkanaluntersuchung: Im Windkanal untersuchen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler die aerodynamischen Eigenschaften von Objekten. In einem meist geschlossenen Kanal erzeugt ein Gebläse unterschiedlich starken Wind, dem die Objekte ausgesetzt werden. Dabei überprüfen die Experten, wie sich die jeweiligen Objekte, z.B. Autos, Flugzeuge oder Solarmodule, bei unterschiedlicher Windeinwirkung verhalten.