Braucht man für eine Photovoltaikanlage eine Statik ?

Bisher habe ich mich hier im Blog in Bezug auf mechanische Aspekte der Photovoltaik stets zurück gehalten. Als Ingenieur der Elektrotechnik ist das auch nicht wirklich mein Spezialgebiet. Da aber insbesondere im Zusammenhang mit Gerichtsfällen immer wieder grundsätzliche Fragen zur Statik von Photovoltaikanlagen auftauchen möchte ich hier mal einen Überblick zu diesem Thema liefern, der sich insbesondere an Installateure und Planer wendet. Nur sehr selten findet man leider umfassende Unterlagen zur Standsicherheit einer PV-Anlage, wie sie unten beschrieben sind.

Es kommt in der Praxis recht häufig vor, dass der Standsicherheitsnachweis, der umgangssprachlich oft als “Statik” bezeichnet wird,  der Dokumentation einer errichteten Photovoltaikanlage nicht beiliegt. In der Tat fordert die DIN EN 62446, in der die Dokumentation von PV-Anlagen geregelt wird unter Abschnitt 4.6 nur lapidar, dass über die Unterkonstruktion nur ein Datenblatt vorhanden sein muss und dass es bei Sonderanfertigungen der Unterkonstruktion einer Dokumentation bedarf. Trotzdem gehört der Standsicherheitsnachweis zu jeder guten Dokumentation. Spätestens im Fall eines Schadens, wird dieser Nachweis vom Sachverständigen gefordert.

Sturmschaden an einer PV Anlage mit rahmenlosen Solarmodulen
Sturmschaden an einer PV Anlage mit rahmenlosen Solarmodulen

Welche Unterlagen müssen vorhanden sein ?
Im wesentlichen bestehen die notwendigen Statikunterlagen aus 2 Dokumenten. Zum einen muss der Hersteller einer Unterkonstruktion den Nachweis führen, dass seine eingesetzten Komponenten den am Standort der Errichtung der PV-Anlage auftretenden Wind- und Schneelasten widerstehen kann. In der Praxis läuft das in aller Regel so ab, dass der Installateur mit einer vom Hersteller der UK (Unterkonstruktion) zur Verfügung gestellten Software arbeitet. In dieser Software muss die am zukünftigen PV-Anlagenstandort gültige Wind- und Schneelastzone eingefügt werden. Die EN 1991 enthält hierzu umfassende Regeln. Auch Temperaturbedingungen am Standort können eine Rolle spielen.

Schaden durch Einwirkung von Schnee (Quelle: Dr. Cedrik Zapfe)
Schaden durch Einwirkung von Schnee (Quelle: Dr. Cedrik Zapfe)
Sturmschaden an einer PV-Anlage (Quelle: Dr. Cedrik Zapfe)

Mit diesen Informationen und der Angabe der geplanten Montagevariante (Aufdach/Schrägdach/Freifeld) liefert die Software dann die notwendigen Materialstärken und die Punkte an denen die Anlage befestigt werden muss. Die Software liefert außerdem eine Aussage darüber welche Kräfte die zukünftigen Befestigungspunkte aufnehmen müssen und liefert damit die Grundlage für das weiter unten beschriebene zweite Dokument. Der Nachweis, dass alle Komponenten der UK die am Standort auftretenden Kräfte auch aufnehmen können, muss vom Hersteller der UK geführt werden. Dabei kann er entweder auf Bauteile zurückgreifen, die eine Bauartzulassung des Deutschen Instituts für Bautechnik (DIBt) haben oder er muss für jede seiner Komponenten eine Prüfung im Einzelfall durchführen, diese dokumentieren und dem Installateur verfügbar machen. Die erforderlichen Einzelnachweise mit speziellem Bezug auf die Photovoltaik sind in der Richtlinie VDI 6012 Blatt 1.4. zusammengestellt.

VDI 6012 Blatt 1.4
VDI 6012 Blatt 1.4

In der Praxis bekommt der Installateur also einen Plan der UK mit den notwendigen Befestigungs- oder Balastierungspunkten. In vielen Fällen werden ja PV-Anlagen auf Flachdächern lediglich auf die Dächer aufgestellt. Bei den modernen sogenannten aerodynamischen Unterkonstruktionen gibt es oft noch zusätzliche Anforderungen an die Mindestgröße von Modulfeldern, um ein Abheben der Module bei starkem Wind sicher zu verhindern.

All diese Informationen, also die Nachweise des Herstellers der UK, sowie der Anordnungs- bzw. Balastierungsplan gehören in eine gute Dokumentation. Doch damit ist das Thema noch nicht abgehakt.

Sturmschaden an einer PV-Anlage (Quelle: Dr. Cedrik Zapfe)
Sturmschaden an einer PV-Anlage (Quelle: Dr. Cedrik Zapfe)
Sturmschaden an einer PV-Anlage (Quelle: Dr. Cedrik Zapfe)
Sturmschaden an einer PV-Anlage (Quelle: Dr. Cedrik Zapfe)

In einem zweiten Schritt muss nun der Nachweis geführt werden, dass die zusätzlichen Kräfte, die eine PV-Anlage in ein Gebäude einleitet von diesem auch aufgenommen werden können, ohne dass ein Einsturz droht, bzw. ohne dass das komplette Dach beim nächsten Sturm wegfliegt. Hier muss die Statik des Gebäudes verfügbar sein und die es müssen die Punkte bekannt sein, an denen die zusätzlichen Kräfte ins Gebäude eingeleitet werden, um diesen Nachweis führen zu können. Auch hier müssen natürlich die örtlichen Wind- und Schneelasten Berücksichtigung finden. Bei Freilandanlagen muss ein entsprechendes Bodengutachten erstellt werden, mit dessen Hilfe der Nachweis geführt werden kann wie viele Ramm- oder Schraubprofile wie tief verankert werden müssen, um ein Wegfliegen, bzw. Verschieben der Unterkonstruktion sicher zu verhindern.

Im Zuge der Planung einer PV-Anlage unzureichend untersuchter Baugrund. (Quelle: Dr. Cedrik Zapfe)
Im Zuge der Planung einer PV-Anlage unzureichend untersuchter Baugrund. (Quelle: Dr. Cedrik Zapfe)
Im Zuge der Planung einer PV-Anlage unzureichend untersuchte Gebäudestatik. (Quelle: Dr. Cedrik Zapfe)
Im Zuge der Planung einer PV-Anlage unzureichend untersuchte Gebäudestatik. (Quelle: Dr. Cedrik Zapfe)

Nur wenn man den oben genannten Aufwand treibt, kann man sicher sein, dass die Standsicherheit für die Anlage und für das Gebäude über die Lebenszeit der Anlage gegeben ist.

Ich möchte an dieser Stelle noch darauf hinweisen, dass wir (pvBuero) bei Fragen zur Standsicherheit von Solargeneratoren immer auf das Know How von spezialisierten Fachkollegen zurück greifen, die wir an dieser Stelle gerne weiter empfehlen möchten. Unser Schwerpunkt ist die Beantwortung von elektrotechnischen Fragen rund um die Photovoltaik.

  • Wir arbeiten oft mit Herrn Dr.-Ing. Jörg Ackermann zusammen, dessen Website hier zu finden ist.
  • Ausgewiesener Statikprofi mit Bezug auf die Photovoltaik ist Herr Dr. Cedrik Zapfe. (Ihm sind auch die meisten Bilder aus diesem Artikel zu verdanken)

One thought on “Braucht man für eine Photovoltaikanlage eine Statik ?

  1. Hallo Herr Diehl,
    vielen Dank für diese Einlage.
    Sie sprechen mir gerade unheimlich aus dem Herzen. Warum?
    Ich, deutscher Auswanderer nach Norwegen, stoße an meine Grenzen, wenn es um Qualität geht.
    Hier in Norwegen werden PV Anlagen zu Preisen angeboten, welche normal im Rotlichtmiljö üblich sind.
    Man ( Norwegische Behörden sind gerade dabei, ein Regelwerk ( IEC 60364-7-712:2016 ) zu adaptieren. ( lach )
    Von der VDI 6012 Bl 1.4 will hier niemand etwas hören. Wenn man dann in bestimmten social kreisen seine Meinung kundtut, wird man als Besserwisser, Querulant oder so abgetan. Ich wünsche niemanden etwas böses, aber hoffentlich fackelt hier mal ein Haus ab oder/ und wird ein Dach undicht oder/ und reisst es eine Anlage vom Dach…
    Vielleicht wird man ( Norwegische Behörden/ Staatsanwalt ) dann einmal munter.
    Sonnige Grüße aus Norge

    Uwe Dyroff

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