Gefahr durch Windlast und Schneelast vermeiden

Photovoltaikanlagen erzeugen Solarstrom, sobald die Sonne scheint, und versorgen damit unkompliziert Verbraucher im Haushalt. Im Herbst und Winter können jedoch starker Wind und Schneefall zu erheblichen Belastungen der PV-Module führen, wenn die Schnee- und Windlasten nicht berücksichtigt werden. Im Folgenden erläutern wir die Bedeutung der beiden Lasten, die Einteilung in Zonen und was in Ihrer Region zu beachten ist.

Schnee auf den PV Anlagen

Je nach Dachkonstruktion (Flach-, Schräg- oder Trapezblechdach) rutscht Schnee nicht immer zuverlässig von den Solarmodulen ab. Bei Schneefall kann sich eine Schneedecke auf den Modulen bilden, die erheblichen Druck auf die Module, die Unterkonstruktion und das Dach ausübt. Eine mangelhafte Unterkonstruktion kann unter dieser Belastung Schaden nehmen.

Was sind Schneelasten?

Spricht man von Schneelasten, so spricht man also im Allgemeinen von der Last, die auf die PV Module drückt. Wenn der Schnee bei weiterem Schneefall nicht abrutscht, entsteht eine Schneeschicht, die weiteren Druck ausübt und schließlich auch zu Beschädigungen an der Dachkonstruktion führen kann.

Für die Planung und Sicherheit deiner PV Anlage werden Berechnungen der Schneelasten durchgeführt, die auf der Norm DIN EN 1991-1-3/NA:2019-04 basieren.

Schneelast nach Regionen

Die Schneelast variiert stark nach Region, ähnlich wie die Globalstrahlung. Höhere Lastzonen liegen im Alpenvorland, an der tschechischen Grenze, in einigen Mittelgebirgen und im Norden (Mecklenburg-Vorpommern), während im Westen geringere Lasten auftreten. Die DIN-Norm definiert fünf Zonen, die unterschiedliche Schneelasten berücksichtigen. Diese müssen bei der Planung und Bemessung von Tragwerken, wie auch bei PV Anlagen berücksichtigt werden.

Zu den Schneelasten in Österreich wurde von „Dlubal“, einer eigenen Statik-Software für Statiker und Tragwerksplaner eine minuziös detaillierte Ansicht zu den die Schnee- und Windlasten im Alpenland erstellt.
Hier geht’s zum Schnee- und Windlastrechner.

In der Norm werden die Schneelastzonen von 1 bis 4 durchnummeriert. Je höher die Zone, desto größere Schneelasten können aufkommen. Die Zusatzangabe „a“ bezieht sich auf Höhenlagen innerhalb einer Zone. Höhenlagen können eine höhere Schneelast als niedriger gelegene Gebiete derselben Zone haben, da in höheren Lagen typischerweise mehr Schnee fällt.

Messung der Schneelast

Die Schneelast wird auf eine horizontale Oberfläche bezogen und in Kilonewton (kN) pro Quadratmeter angegeben. 1 kN entspricht 100 kg. Wenn also eine Schneelast von 0,7 kN gemessen wird, liegt eine Last von 70 Kilogramm auf dem Quadratmeter. Bei einer durchschnittlichen Dachfläche eines Einfamilienhauses von 100qm² bedeutet das, dass dein Dach 7000 kg aushält.

Die Berechnung bezieht sich immer auf die Gesamtfläche deines Dachs, multipliziert mit dem Schneelastwert der jeweiligen Region. In unserem Beispiel also 70 + 1000 = 0,7 kN.

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Windlast auf der PV Anlage

Neben Schneelasten kann auch die Windkraft erhebliche Schäden an PV-Anlagen verursachen. Die Windlast wird als die Kraft definiert, die bei Winddruck oder Sog auf Module und das Dach wirkt. Winddruck entsteht auf der dem Wind zugewandten Seite, während Sogkräfte auf der windabgewandten Seite auftreten. Durch letztere entsteht ein Unterdruck, der die PV Module vom Dach heben kann.

Windzonen in Deutschland

Die Norm DIN EN 1991-1-4/NA:2010-12 definiert die Windlast in Deutschland und liefert je nach Regionen und Windlastzone bauliche Vorgaben.

Die Windlastzonen variieren je nach Region, von Zone 1 (geringe Lasten im Binnenland) bis Zone 4 (sehr hohe Lasten an der Küste und auf Inseln). Windlasten werden ebenfalls in kN/m² angegeben und berücksichtigen regionale Unterschiede in Windintensität und -geschwindigkeit. Dadurch wird die Kraft definiert, welche horizontal auf einen Quadratmeter des Hauses oder die Solarmodule trifft.

Deutschland ist in vier Windlastzonen unterteilt:

Windlast Berechnung

Die Berechnung der Windlast ist komplexer als die der Schneelast und erfordert eine genaue Berücksichtigung der Windgeschwindigkeit und Umgebung. In den Küstenregionen sind die Windlasten am höchsten, während im Binnenland geringere Lasten auftreten.

Die richtige Installation ist wichtig

Bei Wind- und Schneelasten kommt es aber nicht nur auf die Belastbarkeit des einzelnen Moduls, sondern auch auf die richtige Installation an. Werden die Module im falschen Abstand auf dem Dach montiert, kann der Wind auch unter die Solaranlage kommen und einen Sog ausüben, der die Module aus ihrer Verankerung lösen und vom Dach reißt. In Gebieten mit starkem Schneefall müssen daher auf hohe Schneelasten ausgelegte Unterkonstruktionen für die PV Anlage verwendet werden.

Regionale Begebenheiten erfordern regionale Experten

Gerade in Zeiten des Klimawandels, in denen Schneefälle häufiger werden und die Nutzung von selbst erzeugter Solarenergie zunehmend an Bedeutung gewinnt, beginnt der Schutz deiner Solaranlage schon mit der sorgfältigen Wahl des richtigen Anbieters. Die klimatischen Begebenheiten, welche deiner Photovoltaikanlage zusetzen können, sind je nach Region unterschiedlich. Für die Planung der zu belegenden Fläche sind nicht nur Ausrichtung, Neigung und Dachbeschaffenheit, sondern eben auch die Region zu beachten.

Daher solltest du dich unbedingt von einem regionalen Photovoltaik Anbieter beraten lassen. Die genannten Faktoren müssen beachtet werden, um eine größtmögliche Widerstandsfähigkeit gegen Wind- und Schneelasten zu gewährleisten. Das geht nur mit einem Anbieter vor Ort.