Photovoltaik-Unterkonstruktionen: Ausführungen, Montage und regionale Besonderheiten

Die Bedeutung der Photovoltaik‑Unterkonstruktion

Eine Photovoltaikanlage besteht aus mehr als nur Modulen, Wechselrichter und Verkabelung. Die Unterkonstruktion fungiert als stabiles Rückgrat: Sie trägt das Gewicht der Module, leitet Schnee‑ und Windlasten sicher in die tragenden Bauteile des Gebäudes und sorgt für eine optimale Ausrichtung zur Sonne. Ein Fehler bei der Auswahl oder Montage dieser Konstruktion kann zu Schäden an Dach und Anlage führen, die Leistung mindern oder sogar die Genehmigung gefährden.

Für Haus‑ und Wohnungseigentümer in Hamburg und Schleswig‑Holstein spielen zusätzliche Faktoren eine Rolle. An der Nord‑ und Ostseeküste herrschen hohe Windgeschwindigkeiten und salzhaltige Luft, was die Anforderungen an die Materialauswahl erhöht. Die Landesbauordnungen beider Bundesländer sehen Solarpflichten und Mindestabstände vor; gleichzeitig müssen Anlagen so geplant werden, dass sie Sturmereignissen, Schnee und thermischer Ausdehnung standhalten. Dieser Artikel richtet sich an Bauherren, Planer und Betreiber kleiner und mittlerer Objekte und vermittelt praxisnahes Wissen zu den verschiedenen Ausführungen von Photovoltaik‑Unterkonstruktionen, ihrer Montage und regionalen Besonderheiten.

Funktion und Komponenten der Unterkonstruktion

Die Unterkonstruktion verbindet Photovoltaikmodule dauerhaft mit dem Baukörper. Sie besteht aus tragenden Elementen, die Lasten aufnehmen und in die Dachstruktur ableiten, und Verbindungselementen, die Module fixieren und für ausreichende Hinterlüftung sorgen. Abhängig von der Dachform, dem Material der Dachdeckung und der statischen Situation werden unterschiedliche Montagesysteme eingesetzt.

Aufgaben der Unterkonstruktion

Die wesentlichen Funktionen lassen sich wie folgt zusammenfassen:

• Lastabtragung: Die Konstruktion trägt das Eigengewicht der Module, das Gewicht der Schienen oder Gestelle sowie Zusatzlasten aus Schnee, Wind und Wartung. Diese Lasten müssen gleichmäßig auf die tragenden Teile des Daches verteilt werden.
• Ausrichtung und Neigung: Um einen hohen Energieertrag zu erzielen, müssen die Module in der richtigen Neigung und Ausrichtung montiert werden. Die Unterkonstruktion ermöglicht die Anpassung an Dachneigung oder stellt bei Flachdächern den nötigen Winkel her.
• Hinterlüftung: Photovoltaikmodule erwärmen sich im Betrieb. Eine ausreichende Hinterlüftung durch Abstandhalter und offene Profilquerschnitte verbessert die Wärmeabfuhr und erhöht die Lebensdauer.
• Korrosionsschutz und Dauerhaftigkeit: Als Schnittstelle zwischen Modul und Dach muss die Unterkonstruktion Witterungseinflüssen standhalten. Materialien und Verbindungselemente müssen daher korrosionsbeständig und mechanisch stabil sein.

Typische Komponenten

Unterkonstruktionen bestehen aus mehreren Teilen, deren Zusammenspiel entscheidend ist:

• Dachhaken oder Stockschrauben: Sie verbinden die Unterkonstruktion mit den Sparren oder den tragenden Dachschichten. Dachhaken werden bei Ziegel‑ und Plattendächern eingesetzt. Stockschrauben mit Dichtscheiben eignen sich für Metall‑ oder Faserzementplatten.
• Schienenprofile: Diese Schienen aus Aluminium oder Stahl verlaufen quer oder längs zur Dachneigung und tragen die Module. Die Profile werden an den Dachhaken befestigt und sorgen für eine gleichmäßige Lastverteilung.
• Klemmen oder Einlegeprofile: Die Module werden entweder mit Klemmen seitlich am Profil befestigt (Klemmsystem) oder in speziell geformte Schienen eingelegt (Einlegesystem). Mittelklemmen fixieren angrenzende Module, Endklemmen sichern die äußeren Modulreihen.
• Verankerungselemente bei Flachdachsystemen: Gewichte (Ballast), Stockschrauben oder kombinierte Systeme sorgen dafür, dass die Anlage Windsog widersteht. Bei mechanischen Befestigungen werden zusätzliche Dichtungen eingesetzt.

Durch eine sorgfältige Auswahl und Abstimmung dieser Komponenten lassen sich Dachschäden vermeiden und die Lebensdauer der PV‑Anlage erhöhen.

Montagesysteme auf Steildächern

Pitched (geneigte) Dächer sind in Norddeutschland weit verbreitet. Die Unterkonstruktion muss sich den sparrenbasierten Tragstrukturen anpassen und zugleich die Dachdeckung respektieren. Es gibt mehrere Systeme, die sich an Baujahr, Dachmaterial und statische Anforderungen anpassen.

Klemmsysteme: Standard mit Dachhaken

Die Aufdachmontage mit Klemmsystem ist der häufigste Ansatz. Dachhaken werden an den Sparren befestigt, führen Lasten in das Tragwerk ab und ragen durch die Dachdeckung. Auf ihnen liegen Schienenprofile, an denen die Module mit Klemmen befestigt werden.

Vorteile:

• Erprobt und flexibel: Klemmsysteme sind seit Jahrzehnten im Einsatz und passen sich an verschiedenste Ziegeltypen an. Für Altbauten gibt es höhenverstellbare Haken, die Unebenheiten ausgleichen.
• Gute Hinterlüftung: Der Abstand zwischen Modul und Dach lässt sich über die Höhe der Haken anpassen. Fünf bis zehn Zentimeter bieten ausreichend Luftstrom.
• Günstige Materialkosten: Aluminiumprofile und Edelstahlschrauben sind relativ preiswert und leicht verfügbar.

Nachteile:

• Thermische Spannungen: Die Schienen sind fest mit dem Dach verbunden. Differenzen in der Wärmeausdehnung zwischen Dach (Holz, Stahl) und Schienen (Aluminium) können zu Spannungen führen. Über Jahrzehnte können sich Schraubverbindungen lösen, wenn die Ausdehnung nicht durch Dehnfugen berücksichtigt wird.
• Begrenzte Ästhetik: Sichtbare Klemmen und größere Fugen zwischen den Modulen können aufstechen, was bei denkmalgeschützten Gebäuden oder hochwertigen Architekturdächern unerwünscht ist.

Besondere Hinweise für Altbau: Alte Dachstühle können unregelmäßige Sparrenabstände und wellige Dachflächen aufweisen. In solchen Fällen lohnt sich ein Kreuzschienensystem, das zwei Schienenebenen verwendet. Dadurch können die unteren Schienen exakt an die Sparren angepasst werden, während die oberen Schienen die Module tragen. So lassen sich Unebenheiten ausgleichen und Lasten breiter verteilen. Die Kreuzschienenmontage erhöht den Abstand zwischen Dach und Modul, was die Hinterlüftung verbessert, allerdings auch den Windangriff vergrößert und mehr Material erfordert.

Kreuzschienen‑Systeme: Mehr Flexibilität für schwierige Dächer

Beim Kreuzschienensystem werden zwei Schienenlagen rechtwinklig übereinander montiert: Die untere Schiene wird so positioniert, dass sie zu den Sparren passt, die obere Schiene richtet sich nach der gewünschten Modulposition. Dieses System eignet sich besonders für Dächer mit ungünstigen Sparrenabständen, unregelmäßigen Ziegelreihen oder bei Einsatz von rahmenlosen Modulen.

• Flexibilität: Die obere Schiene kann unabhängig von der unteren verschoben werden. Unebenheiten im Dach werden so leicht ausgeglichen und die Module lassen sich präzise platzieren.
• Lastverteilung: Durch zwei Ebenen verteilen sich Kräfte besser auf das Dach. Einfache Systeme erfordern oft zusätzliche Sparrenverstärkungen; das Kreuzschienensystem kann dies häufig vermeiden.
• Erhöhte Hinterlüftung: Der größere Abstand zwischen Dach und Modul verbessert die Kühlung, allerdings kann der optische Eindruck leiden, weil die Module höher aufbauen und von unten sichtbar sind.
• Mehr Materialaufwand: Es werden doppelt so viele Schienen, Schrauben und Haken benötigt. Für kleinere Anlagen kann das Kosten und Montagezeit erhöhen.

Die Wahl eines Kreuzschienensystems ist eine Einzelfallentscheidung: Es empfiehlt sich bei unregelmäßigen Dächern, schwer zugänglichen Befestigungspunkten oder beim Einsatz rahmenloser Module.

Einlegesysteme: Schwimmende Lagerung gegen Spannungen

Eine moderne Alternative sind Einlegesysteme. Hierbei werden die Module nicht mit Klemmen fixiert, sondern in speziell geformte Schienenprofile eingelegt. Die Schienen selbst werden häufig mit Nieten oder Schrauben auf dem Dach fixiert, es entsteht jedoch eine schwimmende Lagerung:

• Reduktion thermischer Spannungen: Dach und Montageschienen können sich unabhängig ausdehnen, da das Modul in der Schiene gleitet. Dadurch werden Schrauben und Module weniger belastet.
• Homogene Modulfläche: Da zwischen den Modulen keine Klemmen sichtbar sind, entsteht ein geschlossenes Erscheinungsbild. Dies ist besonders bei Wohnhäusern wichtig, in denen Ästhetik eine Rolle spielt.
• Schnelle Montage: Einlegeprofile verfügen über Klickverbindungen; Module werden eingelegt, statt verschraubt. Dies reduziert die Montagezeit und erleichtert Wartungen.

Einlegesysteme sind ideal für Trapezblechdächer oder Dächer mit hoher thermischer Ausdehnung. Für Ziegel- oder Schieferdächer müssen die Schienen exakt in die Dachstruktur integriert werden. In Regionen mit starken Windlasten kann eine zusätzliche Verriegelung erforderlich sein, um das Herausgleiten der Module zu verhindern.

Indachsysteme: Optische Integration und Witterungsschutz

Bei Indachsystemen ersetzen die Module einen Teil der Dachdeckung und werden in die Dachfläche integriert. Unterkonstruktion und Dachhaut bilden eine Einheit. Dies eignet sich vor allem für Neubauten und umfassende Dachsanierungen:

• Ästhetische Integration: Es entsteht eine plane Modulfläche, die in die Dachhaut übergeht. Dies wird bei Bauherren geschätzt, die auf Design großen Wert legen.
• Doppelte Nutzung: Die Module übernehmen die Funktion der Dachdeckung, sodass keine Ziegel oder Dachplatten mehr nötig sind. Dadurch entfallen Materialkosten an anderer Stelle.
• Hoher Planungsaufwand: Indachsysteme erfordern eine genaue Planung der Dachentwässerung und der Hinterlüftung. Zudem muss die Dachneigung mindestens 20° betragen, damit Wasser sicher abläuft.

Indachsysteme sind seltener in Altbauten zu finden, da sie eine vollständige Dachsanierung voraussetzen. In Hamburg und Schleswig‑Holstein können Indachsysteme eine Option sein, um die Solarpflicht bei Neubauten zu erfüllen, wenn gleichzeitig das architektonische Erscheinungsbild erhalten werden soll.

Sonderkonstruktionen: Fassaden, Carports und Freiflächen

Neben Dachmontagen existieren weitere Unterkonstruktionslösungen:

• Fassadenmontage: PV‑Module können senkrecht an Fassaden montiert werden, um den Ertrag im Winter zu verbessern und Gebäudeoberflächen doppelt zu nutzen. Die Unterkonstruktion wird an der tragenden Wand befestigt und muss Winddruck und Sog an einem senkrechten Bauteil aufnehmen. Häufig kommen Kreuzschienen oder Einlegesysteme zum Einsatz.
• Carports und Pergolen: Freistehende Konstruktionen bieten Sonnenschutz und Stromerzeugung zugleich. Die Unterkonstruktion ist hier Teil der Tragkonstruktion und wird direkt in Fundamente oder Stahlrahmen eingebunden.
• Freiflächenanlagen: In einigen Gemeinden Norddeutschlands, besonders in ländlichen Gebieten Schleswig‑Holsteins, können kleine Freiflächenanlagen genehmigt werden. Hier werden Module in Reihen auf Stahlgestellen montiert; die Unterkonstruktion muss Korrosionsschutz gegen Feuchtigkeit und Bodenchemie bieten.

Montagesysteme auf Flachdächern

Flachdächer verlangen aufgrund ihrer geringen Neigung andere Lösungen. Die Module müssen angehoben und gegen Windsog gesichert werden. Die Wahl des Systems hängt von der Tragreserve des Daches, der Abdichtung und der gewünschten Modulneigung ab.

Ballastierte Gestelle

Bei ballastierten Systemen liegt die Unterkonstruktion frei auf dem Dach und wird durch Gewichte gegen Windsog fixiert. Die wichtigsten Punkte:

• Keine Dachdurchdringung: Die Abdichtung bleibt intakt, was besonders bei bituminösen oder Folienabdichtungen wichtig ist. Dies reduziert das Risiko von Leckagen.
• Hohe Lasten: Ballast erhöht das Gesamtgewicht erheblich. In windreichen Regionen wie Nordfriesland kann pro Modul eine Ballastierung im oberen Bereich der üblichen Spanne erforderlich sein, um Sicherheit zu gewährleisten. Die Tragreserven vieler Flachdächer sind begrenzt; eine statische Prüfung ist daher zwingend.
• Verteilung der Gewichte: Die Gewichte werden auf Bautenschutzmatten platziert, die Punktlasten verteilen und die Dachhaut schützen. Rand‑ und Eckbereiche erfordern zusätzliche Ballastierung, da hier Windsog am größten ist.
• Modulneigung und Ausrichtung: Ballastierte Gestelle können Module in Süd‑ oder Ost‑West‑Richtung aufstellen. Ost‑West‑Systeme reduzieren die Windangriffsfläche und ermöglichen mehr Modulreihen auf begrenzter Fläche, was bei urbanen Dächern in Hamburg sinnvoll ist.

Mechanische Befestigungen

Mechanische Systeme nutzen Stockschrauben, Stützfüße oder Traverse, die durch die Dachabdichtung bis zum Tragelement geführt werden. Die Verbindungspunkte werden mit EPDM‑ oder Neopren‑Dichtungen abgedichtet.

• Geringere Lasten: Da kein Ballast nötig ist, belastet die Anlage das Dach weniger. Dies ist bei Dächern mit geringer Tragreserve vorteilhaft.
• Dachdurchdringung erfordert Sorgfalt: Jede Durchdringung muss fachgerecht abgedichtet werden. Undichtigkeiten können zu erheblichen Schäden führen. Deshalb sollten nur qualifizierte Fachbetriebe diese Arbeiten durchführen.
• Geeignet für Sturmbereiche: Mechanische Befestigungen bieten oft die beste Sicherheit gegen Windsog, insbesondere auf hohen Gebäuden und exponierten Lagen.

Hybrid‑ und aerodynamische Systeme

Moderne Lösungen kombinieren Ballastierung mit einzelnen mechanischen Befestigungen. Außerdem gibt es aerodynamische Systeme, deren Form den Wind über das Modul lenkt und Sogkräfte reduziert. Sie benötigen weniger Ballast und eignen sich für Dächer mit eingeschränkter Tragfähigkeit.

Klebetechnologien werden ebenfalls erprobt: Spezielle Folien oder bituminöse Klebstoffe verbinden die Unterkonstruktion mit der Dachhaut. Diese Systeme kommen ohne Ballast aus, erfordern jedoch eine bauaufsichtliche Zulassung und eignen sich nur für bestimmte Abdichtungen. Im sturmanfälligen Küstengebiet wird häufig eine Kombination aus Verklebung und mechanischer Sicherung empfohlen.

Besonderheiten bei Gründächern

Auf extensiv begrünten Dächern ist die Tragfähigkeit oft begrenzt, und die Vegetationsschicht wirkt wie zusätzlicher Ballast. Spezielle Leichtbaugestelle mit großen Auflageflächen minimieren Punktlasten. Es ist wichtig, die Durchwurzelungssperre nicht zu beschädigen und das Substrat durch Bautenschutzmatten zu schützen.

Materialien für Unterkonstruktionen: Eigenschaften und Auswahl

Die Wahl des richtigen Materials beeinflusst Lebensdauer, Wartungsaufwand und Tragfähigkeit der PV‑Unterkonstruktion.

Aluminium

Aluminium ist das am häufigsten verwendete Material für PV‑Schienen. Es bietet mehrere Vorteile:

• Leicht: Das geringe Gewicht erleichtert Montage und reduziert die Dachlast.
• Korrosionsbeständig: Durch die natürliche Oxidschicht ist Aluminium gegen Witterung geschützt. Eine zusätzliche Eloxierung erhöht die Dauerhaftigkeit.
• Flexibel zu bearbeiten: Profile lassen sich leicht sägen und bohren, was Anpassungen vor Ort erleichtert.

Aluminium hat jedoch auch Schwächen: Die Festigkeit ist geringer als bei Stahl oder Edelstahl, daher sind bei großen Spannweiten zusätzliche Schienen oder geringere Abstände nötig. Zudem besteht das Risiko der Galvanischen Korrosion, wenn Aluminium mit Kupfer, verzinktem Stahl oder Zinkblechen in Kontakt kommt. In älteren Häusern mit Kupferdachrinnen sollten daher isolierende Abstandshalter verwendet oder die Schienen komplett aus Edelstahl gewählt werden.

Edelstahl

Edelstahl (A2 oder A4) bietet die höchste Korrosionsbeständigkeit. A2‑Stahl ist für normale Umgebungen geeignet, während A4‑Stahl (V4A) in Küstenregionen mit salzhaltiger Luft eingesetzt wird.

• Hohe Festigkeit: Edelstahlprofile können größere Spannweiten überbrücken und benötigen weniger Befestigungspunkte.
• Lange Lebensdauer: Insbesondere A4‑Stahl hält aggressiven Umweltbedingungen stand und erreicht Lebensdauern von 30–50 Jahren.
• Korrosion: Auch Edelstahl ist nicht immun gegen Rost, besonders wenn scharfe Kanten nicht entgratet oder verunreinigt sind. Regelmäßige Reinigung verhindert Flugrost.

Der Nachteil von Edelstahl ist das höhere Gewicht und der höhere Preis. Häufig werden Hybridkonstruktionen eingesetzt: Schienen aus Aluminium für geringes Gewicht und Schrauben aus Edelstahl, um Korrosion an den Verbindungspunkten zu minimieren.

Verzinkter Stahl

Feuerverzinkter Stahl wird bei großen Freiflächenanlagen oder Carports verwendet. Das Zink dient als Opferanode und schützt den Stahlkern. Im Wohnbereich ist er weniger verbreitet, da die Zinkschicht mit der Zeit abträgt und die Lebensdauer von 15–20 Jahren meist nicht mit der Modullebensdauer mithält. Verzinkte Bauteile sollten nicht mit Edelstahl kombiniert werden, um Kontaktkorrosion zu vermeiden.

Kunststoff und Verbundwerkstoffe

Neue Systeme nutzen glasfaserverstärkte Kunststoffe oder Verbundwerkstoffe, vor allem für Ballastschalen und Unterlegeplatten. Sie bieten geringes Gewicht und sind gegen Korrosion unempfindlich. Allerdings müssen sie UV‑beständig sein und dürfen bei niedrigen Temperaturen nicht verspröden. Eine sorgfältige Zertifizierung ist erforderlich.

Dimensionierung, Normen und Prozesse

Statik und Normen

Die Auslegung der Unterkonstruktion richtet sich nach den europäischen und nationalen Normen. Eurocode 1 (DIN EN 1991) regelt die Berechnung von Einwirkungen wie Eigengewicht, Nutzlasten, Schnee und Wind. Für Altbauten gelten oft noch Nachweise nach DIN 1055.

• Schneelast: Deutschland ist in fünf Schneelastzonen eingeteilt. In Norddeutschland liegt die charakteristische Schneelast zwischen etwa 0,65 kN/m² und 0,85 kN/m². Dennoch können schwere Nassschneefälle die Tragfähigkeit überschreiten. Dachhaken und Schienen müssen daher so dimensioniert werden, dass sie Spitzenlasten aufnehmen können. Größere Modulfelder sollten durch Dehnfugen unterbrochen werden, um Ausdehnung aufzunehmen.
• Windlast: Die Windlast wird durch Windzonen und Geländekategorien bestimmt. Küstenregionen in Schleswig‑Holstein und der Hamburger Hafen gehören zur Windzone 4, wo Sogkräfte besonders hoch sind. Unterkonstruktionen müssen zusätzliche Befestigungen an Rand‑ und Eckbereichen vorsehen.
• Statiknachweis: In Hamburg und Schleswig‑Holstein ist für PV‑Anlagen ab einer bestimmten Größe ein statischer Nachweis vorgeschrieben. Dieser muss die Dachkonstruktion, die Lastverteilung und die Befestigungspunkte dokumentieren. Die Berechnung berücksichtigt Sicherheitsbeiwerte und wird von einem Statiker oder qualifizierten Energieberater erstellt.

Thermische Ausdehnung und Dehnfugen

Materialien dehnen sich bei Temperaturänderungen aus. Aluminium hat einen linearen Ausdehnungskoeffizienten von rund 24 µm/(m·K), Stahl etwa 12 µm/(m·K). Bei Dachmontagen kommt es zu Temperaturdifferenzen von bis zu 60 Kelvin zwischen Winter und Sommer. Ohne Dehnfugen können sich Profile verbiegen, Schrauben lockern oder Module beschädigt werden.

• Einlege‑ und Kreuzschienensysteme kompensieren thermische Bewegungen besser, da die Module schwimmend gelagert sind und die Schienen teilweise gleiten können.
• Bei einfachen Klemmsystemen müssen Montageschienen in Abschnitte von 10–15 Metern unterteilt werden, um Dehnfugen einzuplanen. In Norddeutschland empfiehlt es sich, bei längeren Modulreihen zusätzliche Fugen einzubauen.
• Bei Metalleindeckungen (Trapezblech) sorgen elastische Dichtungen und Gleitplatten dafür, dass das Dach und die Schiene unterschiedliche Ausdehnungen aufnehmen können.

Hinterlüftung und Modulabstand

Die Leistung eines Solarmoduls sinkt bei hohen Temperaturen. Eine ausreichende Hinterlüftung ist daher entscheidend:

• Abstand: Mindestens fünf Zentimeter zwischen Modulrückseite und Dachhaut gewährleisten einen Luftstrom; Kreuzschienensysteme bieten durch ihre erhöhte Bauweise einen größeren Abstand.
• Profilgeometrie: Offene Profilquerschnitte fördern die Luftzirkulation.
• Luftführung: Bei Flachdachsystemen sollte die Neigung der Module so gewählt werden, dass Luft einströmen kann. Aerodynamische Systeme leiten den Wind gezielt und vermindern Hitzeentwicklung.

Montageprozesse und Fachplanung

Die Montage erfolgt in mehreren Schritten, die sorgfältig geplant sein müssen:

1. Bestandsanalyse: Dachmaterial, Sparrenabstände, Zustand der Abdichtung und vorhandene Durchdringungen werden dokumentiert. Bei alten Häusern empfiehlt sich eine Dachdeckerinspektion.
2. Berechnung der Zusatzlasten: Basierend auf dem geplanten System werden das Gewicht der Module, Schienen, Befestigungen und eventuelle Ballastierung ermittelt. Diese Lasten werden auf die Fläche umgerechnet, um die Tragfähigkeit zu prüfen.
3. Planung der Befestigungspunkte: Die Anzahl und Position der Dachhaken, Stockschrauben oder Stützen wird festgelegt. An Rändern und Ecken sind zusätzliche Befestigungen erforderlich. Für flächige Installationen werden Dehnfugen eingeplant.
4. Montage: Dachhaken werden montiert, Schienen befestigt, Module eingeklemmt oder eingelegt, Kabel verlegt und Erdung angebracht. Bei Flachdächern werden Ballastierungen berechnet und ausgelegt oder Durchdringungen abgedichtet.
5. Elektrischer Anschluss: Der Anschluss an Wechselrichter und Netz darf nur von qualifizierten Elektrikern durchgeführt werden. Schutzmaßnahmen wie Überspannungsschutz und Blitzschutz werden installiert.
6. Dokumentation und Abnahme: Die Unterlagen umfassen Statikberechnung, Montagepläne, Prüfprotokolle und Bedienungsanleitung. In Hamburg und Schleswig‑Holstein sind diese Dokumente für Genehmigungen und Förderanträge erforderlich.

Häufige Fehler und wie man sie vermeidet

Die meisten Probleme bei PV‑Unterkonstruktionen entstehen durch Planungsfehler oder unsachgemäße Ausführung. Nachfolgend typische Stolpersteine:

Unzureichende Befestigungspunkte

Manche Installateure sparen an Dachhaken, um Zeit und Kosten zu reduzieren. Dies kann verheerende Folgen haben: Bei Sturm entstehen große Sogkräfte an den Rändern; zu wenige Haken können die Schienen ausreißen. Die Montagepläne sollten deshalb der Windzone entsprechend ausreichend Befestigungen vorsehen.

Unsachgemäßer Zuschnitt von Dachmaterial

Um Dachhaken durch die Dachdeckung zu führen, müssen Öffnungen in Ziegel oder Platten geschnitten werden. Ein zu großer Ausschnitt schwächt den Ziegel, ein zu kleiner drückt den Haken und führt zu Rissen. Zwischen Haken und Dachdeckung ist eine Fuge von wenigen Millimetern einzuplanen. Bei Faserzement oder Schiefer sind Doppelgewindeschrauben mit Dichtscheiben vorzuziehen.

Unebene Dachflächen

Alte Dächer sind selten perfekt eben. Werden Schienen ohne Ausgleichsmaterial montiert, können Module schief stehen, und die Last verteilt sich ungleichmäßig. Höhenausgleichsprofile oder Kreuzschienensysteme schaffen Abhilfe. Bei stark gewellten Dachflächen sollte vor der Montage eine Sanierung erfolgen.

Vernachlässigte thermische Ausdehnung

Lange Schienen ohne Dehnfuge können sich bei Hitze verformen. Ebenso können starre Klemmen in Verbindung mit Trapezblechdächer zu Stressrissen an Modulen führen. Einlegesysteme mit schwimmender Lagerung verringern dieses Risiko. Ansonsten sollte alle 10–15 Meter eine Dehnfuge eingeplant werden.

Fehlerhafte Verkabelung und Erdung

Falsch verlegte Kabel, unzureichender UV‑Schutz oder fehlende Zugentlastung können zu Schäden und Bränden führen. Kabel sollten in Schutzkanälen mit großzügigem Radius verlegt und mit Clips fixiert werden. Die Unterkonstruktion muss geerdet werden, um Überspannungen abzuleiten und den Blitzschutz zu gewährleisten.

Versäumte Inspektion und Wartung

Unterkonstruktionen sind grundsätzlich wartungsarm, aber nicht wartungsfrei. Verschraubungen können sich lösen, Dichtungen altern, und Korrosion kann insbesondere in Küstenregionen auftreten. Eine jährliche Sichtprüfung und ein professioneller Wartungsplan verlängern die Lebensdauer und verhindern größere Schäden.

Regionale Aspekte: Hamburg und Schleswig‑Holstein

Baurechtliche Vorgaben und Solarpflicht

Beide Bundesländer haben in den letzten Jahren eine Solarpflicht eingeführt: In Schleswig‑Holstein müssen seit 2023 neue Nichtwohngebäude und neu errichtete Parkflächen mit PV‑Anlagen ausgestattet werden; ab 2025 gilt die Pflicht auch für neue Wohngebäude und umfassende Dachsanierungen. Hamburg plant ähnliche Regelungen und hat bereits Förderprogramme für den Ausbau erneuerbarer Energien aufgelegt.

Für die Montage der Unterkonstruktion sind die Landesbauordnungen maßgebend. In Schleswig‑Holstein dürfen gebäudeunabhängige Solaranlagen in Abstandsflächen errichtet werden, wenn sie bestimmte Höhen‑ und Längenbegrenzungen einhalten; Anlagen mit einer Höhe von bis zu etwa drei Metern sind genehmigungsfrei. Für Anlagen direkt auf dem Dach gelten die üblichen Abstandsflächen nicht, doch die Dachkonstruktion muss den zusätzlichen Lasten standhalten. In Hamburg gelten teilweise Abstandsregeln zu Nachbargrundstücken; freistehende PV‑Konstruktionen müssen in der Regel 2,5 Meter Abstand einhalten, wenn sie als bauliche Anlagen gelten.

Küstenklima und Korrosionsschutz

Das maritime Klima mit salzhaltiger Luft belastet Metallteile stärker als im Binnenland. In Küstenlandkreisen wie Nordfriesland oder Ostholstein sollten Befestigungselemente aus A4‑Edelstahl gewählt werden. Schrauben und Klemmen müssen aus demselben Material bestehen, um Kontaktkorrosion zu vermeiden. Regelmäßiges Spülen mit Regenwasser reduziert Salzablagerungen; eine jährliche Inspektion erkennt Flugrost frühzeitig.

Wind‑ und Schneelastzonen

Norddeutschland liegt größtenteils in Windzone 3 bis 4. Dies bedeutet höhere Sogkräfte, die besonders auf Flachdächern wirksam werden. Anlagen sollten daher mit zusätzlichen Ballastierungen und Befestigungspunkten geplant werden. Schneelasten sind geringer als in Süddeutschland; dennoch können schwere Schneestürme auftreten. In Randlagen der Holsteinischen Schweiz kommt es zu höheren Schneelasten durch Seewinde. Eine sorgfältige Dimensionierung gemäß Eurocode ist auch hier unerlässlich.

Regionale Förderprogramme

In Hamburg gibt es Förderprogramme, die den Einbau von Photovoltaikanlagen auf Wohngebäuden finanziell unterstützen. In Schleswig‑Holstein bieten einige Kreise Zuschüsse für Beratungen und statische Gutachten an. Neben den bundesweiten KfW‑Förderungen sollte man sich vor Beginn des Projekts über kommunale Förderungen informieren. Dabei gilt: Förderstellen verlangen in der Regel einen Statiknachweis und eine qualifizierte Planung; Eigenbauten sind meist nicht förderfähig.

Kosten‑ und Förderlogik

Die Kosten einer Photovoltaik‑Unterkonstruktion hängen von Material, Dachtyp, Montagesystem und regionalen Anforderungen ab. Einfachere Klemmsysteme aus Aluminium sind in der Regel günstiger als Einlegesysteme oder Kreuzschienensysteme, die mehr Material benötigen und aufwendiger zu montieren sind. In Regionen mit hohen Windlasten steigt der Materialbedarf durch zusätzliche Befestigungspunkte oder Ballast.

Bei der Betrachtung der Investition sollte jedoch die Lebensdauer berücksichtigt werden: Hochwertige Edelstahlunterkonstruktionen amortisieren sich durch geringeren Wartungsaufwand und längere Nutzungsdauer. Ein modernes Einlegesystem kann durch kürzere Montagezeiten und reduzierte Spannungen Folgekosten verhindern.

Förderungen auf Bundes‑ und Landesebene können die Investition erleichtern. Die KfW fördert Photovoltaik‑Anlagen in Kombination mit Speicher, wobei die fachgerechte Montage und ein Statiknachweis Voraussetzungen sind. In Hamburg und Schleswig‑Holstein gibt es regionale Zuschüsse und zinsgünstige Kredite; für denkmalgeschützte Häuser gibt es oft Sonderregelungen. Förderungen stehen meist nur zur Verfügung, wenn der Antrag vor Beginn der Baumaßnahmen eingereicht wird.

Entscheidungs‑ und Planungshilfen

Schritt 1: Dachzustand und Eignung prüfen

Bevor eine Unterkonstruktion gewählt wird, muss der Dachzustand analysiert werden. Bei Altbauten sollte ein Dachdecker prüfen, ob Dachstuhl, Sparren und Eindeckung die zusätzlichen Lasten aufnehmen können. Schäden an der Dachhaut oder Undichtigkeiten müssen vor der PV‑Montage behoben werden. Dabei lohnt es sich zu überlegen, ob eine Dachsanierung und eine PV‑Indachlösung kombiniert werden können.

Schritt 2: Lastberechnung und Statiknachweis

Ein Energieberater oder Statiker berechnet die Schneelast, Windlast und das Eigengewicht der Anlage. Für Flachdächer wird die erforderliche Ballastierung ermittelt. Der Nachweis ist Voraussetzung für Genehmigungen und Förderungen.

Step 3: Auswahl des Systems

Anhand der Dachart und der Berechnungen wird das Montagesystem ausgewählt:

• Steildach mit regelmäßigen Sparren: Klemmsystem, bei unebenen Flächen Kreuzschienensystem oder verstellbare Haken.
• Metall‑ oder Faserzementdächer: Stockschrauben oder Einlegesysteme, die thermische Ausdehnung berücksichtigen.
• Flachdach: Ballastiertes System bei ausreichend Tragreserve; mechanisch befestigtes oder aerodynamisches System bei begrenzter Reserve oder hohen Windlasten.
• Indach: Option bei Neubau oder Dachsanierung, wenn eine homogene Optik gewünscht ist.

Schritt 4: Materialwahl

In Küstennähe oder salzhaltiger Luft sollte A4‑Edelstahl gewählt werden. Bei geringer Korrosionsbelastung kann Aluminium mit Edelstahlschrauben ausreichen. Verzinkter Stahl ist nur für kurze Lebensdauern oder freistehende Anlagen sinnvoll. Kunststofflösungen sind bei Ballastschalen nützlich, müssen aber UV‑beständig sein.

Schritt 5: Professionelle Montage und Dokumentation

Die Montage sollte durch erfahrene Fachbetriebe erfolgen. Diese verfügen über geeignete Werkzeuge, Sicherheitsausrüstung und kennen die Vorgaben der Normen. Anschließend müssen alle Bauteile dokumentiert und die Anlage abgenommen werden. Für Hamburg und Schleswig‑Holstein gilt: Ohne schriftlichen Nachweis über Statik und fachgerechte Ausführung werden keine Fördergelder ausgezahlt.

Schritt 6: Wartung und Kontrolle

Mindestens einmal jährlich sollten alle Schrauben nachgezogen, Dichtungen geprüft und Korrosionsstellen gereinigt werden. Nach jedem starken Sturm ist eine Sichtprüfung sinnvoll. Ein Wartungsvertrag mit dem Installationsbetrieb sorgt dafür, dass kleine Mängel früh erkannt und behoben werden.

Orientierung und Handlungssicherheit

Die Wahl der richtigen Photovoltaik‑Unterkonstruktion ist entscheidend für die Sicherheit, Effizienz und Langlebigkeit einer Solaranlage. Unterschiedliche Dachtypen, Materialien und Klimabedingungen erfordern individuelle Lösungen. Klemmsysteme bieten eine bewährte und kostengünstige Option, während Kreuzschienen‑ und Einlegesysteme mehr Flexibilität und Ausgleich von thermischen Spannungen ermöglichen. Auf Flachdächern kommen ballastierte oder mechanische Systeme zum Einsatz; Hybrid‑ und aerodynamische Lösungen verbessern die Sicherheit bei begrenzter Tragreserve.

In Hamburg und Schleswig‑Holstein sind zusätzlich die Küstenwinde, die salzhaltige Luft und die Landesbauordnungen zu berücksichtigen. A4‑Edelstahl und eine ausreichende Anzahl von Befestigungspunkten schützen vor Korrosion und Sturmschäden. Ein Statiknachweis nach Eurocode 1 und eine sorgfältige Planung sind unverzichtbar. Förderprogramme erleichtern die Finanzierung, setzen jedoch eine fachgerechte Ausführung voraus.

Indem Sie die hier dargestellten Aspekte berücksichtigen – Dachzustand, Lastberechnung, Wahl des Montagesystems und der Materialien sowie regionale Vorgaben – schaffen Sie eine solide Basis für Ihre Photovoltaikanlage. So vermeiden Sie typische Fehler, erfüllen die gesetzlichen Anforderungen und sichern sich einen langfristigen Ertrag aus Ihrer Investition.