Bis Ins kleinste Detail

Die Besucher der Intersolar scharen sich massenweise vor allem um die Speicher und Modulneuheiten in den vorderen Hallen. Erst wenn sie an den neuesten Entwicklungen der Leistungselektronik vorbei sind und noch Zeit haben, kommen sie endlich zu den Befestigungslösungen in den letzten Hallen. Die Anordnung ist symptomatisch für die Branche.

„Gegenüber Modulen und jetzt vor allem Speichersystemen führen die Montagesysteme eher ein Schattendasein“, sagt Stefan Liedtke, Geschäftsführer von Renusol. „Aber ich will mich nicht beschweren. Sicherlich geben Modul- oder Speicherhersteller den Takt bei der augenblicklichen Marktentwicklung vor. Batteriespeicher sind derzeit das große Thema, während wir als Montagesystemhersteller das letzte Glied in der ganzen Kette bilden.“ Der Grund: Die Montagesysteme sind nicht sichtbar und werden vom Kunden daher nicht wahrgenommen.

Das Lied der Probleme

Aber in einem Montagesystem steckt mehr als nur ein bisschen zurechtgeschnittenes Aluminium oder Stahl. Installateure können ein Lied davon singen, mit wie vielen Problemen sie aufgrund schlechter Montagesysteme im Laufe ihrer Tätigkeit schon zu kämpfen hatten. Inzwischen sind auch die Gestellhersteller aus der Konsolidierungsphase heraus. In den Jahren vorher war an Innovation nicht zu denken. Da mussten so schnell wie möglich viele Systeme auf den Markt geworfen werden, was zulasten der Funktionalität ging.

Der Marktrückgang in Europa traf die Branche hart. Das Geld fehlte für Neuentwicklungen. „Doch jetzt hat der Innovationszyklus gerade erst neu begonnen“, erklärt Stefan Liedtke. „Auch werden die Systeme in immer stärker industrialisierten Prozessen hergestellt. Wir versuchen jetzt, Experten aus der Automobilindustrie und aus dem Maschinenbau zu uns zu holen, mit denen man ganz neue Produkte entwickeln kann.“ Das Ergebnis dieser Entwicklung haben die Kölner auf der Intersolar gezeigt. Auch wenn sie den Intersolar Award damit nicht gewinnen konnten, haben sie es mit ihrer neuen universellen Modulklemme doch bis ins Finale geschafft.

Gut zwei Jahre lang tüftelten die Kölner Entwickler, um eine Klemme für alle Varianten der Montage und für alle Module zu finden. Die Anforderungen aus dem Markt waren klar: Sie muss nicht nur überall passen, sondern auch einfach und schnell zu montieren sein. Die Klemme kann jetzt sowohl als Mittel- als auch als Endklemme genutzt werden. Der Installateur braucht nicht mehr verschiedene Klemmen mit auf die Baustelle zu bringen.

Die Basis der Klemme bildet ein stabiler Fuß, der einfach in die Montageschiene eingeklickt wird. Wenn der Installateur die beiden Seiten des Fußes leicht zusammendrückt, kann er die Klemme ohne Probleme so auf der Schiene justieren, dass er die Module genau an den vorgesehenen Klemmpunkten befestigen kann. Drückt er die Seiten des Fußes noch weiter zusammen, kann er sie auch leicht wieder herausklicken, ohne sie durch die gesamte Schiene bis zum Ende schieben oder aufwendig irgendwelche Schrauben wieder lösen zu müssen.

An den Seiten des Fußes sind kleine Backen ausgeformt, die als Führung für die Schraube dienen, die den Kopf der Klemme auf den Modulrahmen drückt. Auf dieser Schraube sitzt ein Ring, der den Kopf der Klemme so lange oben hält, bis der Monteur die Schraube festzieht.

Um aus der Mittel- eine Endklemme zu machen, muss der Installateur nur den Kopf drehen. Stellt er die seitliche Stütze des Kopfes parallel zu den Seitenteilen des Fußes, wird es eine Mittelklemme, mit der der Monteur zwei Module gleichzeitig befestigen kann. Dreht er den Kopf um 90 Grad weiter, wird sie zur Endklemme.

Zahnung verkeilt sich

Damit die auftretenden Lasten auch gut aufgenommen werden, haben die Seitenteile des Fußes eine Zahnung, in die sich die Seitenstütze des Kopfes, die ebenfalls gezahnt ist, in den Fuß verkeilen kann. In beiden Varianten umschließt die Klemme den Modulrahmen wie eine Schraubzwinge. „Die Ableitung der Kräfte über den Kopf und die Seite bis in den Fuß war die Herausforderung bei der Entwicklung“, erklärt Liedtke. „Das ist ein ganz anderes und viel hochwertigeres Befestigungsprinzip. Denn damit werden die Kräfte ganz anders in die Schiene eingeleitet.“ Zwar ist die Klemme ohnehin nicht das limitierende Element. Die Schwachpunkte liegen eher bei den Dachhaken oder der Montageschiene. Doch mit der neuen Klemme verhindern die Kölner das Problem der Punktlasten, die auf die Schiene drücken und sie damit unnötig belasten.

Ein hochwertiges Industrieprodukt

Sicherlich hat Renusol mit der neuen Klemme kein Billigprodukt auf den Markt gebracht. Doch der Installateur merkt auch, dass er ein hochwertiges Industrieprodukt in der Hand hält. Denn die aus Stahl geformte Klemme macht einen grundsoliden Eindruck. Sie ist zudem mit einer teuren Nickel-Zink-Nickel-Legierung beschichtet, die sie vor Rost schützt.

Diese Legierung haben die Kölner aus der Automobilindustrie übernommen. Dort beschichtet man damit Bremsleitungen, die nicht rosten dürfen, aber am Unterboden den aufwirbelnden Steinen ausgesetzt sind. „Das ist eben eine sehr aufwendige und teure Legierung, aber ein absolut hochwertiger Korrosionsschutz“, betont Stefan Liedtke. „Die eigentlichen Kosten liegen aber nicht im Material, sondern in den Werkzeugen, um die Klemme herzustellen. Denn das ist ein hochautomatisierter Industrieprozess. Der Stahl muss mehrmals umgeformt und ausgestanzt werden, bis diese Form entsteht.“

Außerdem haben die Kosten für die Modulklemmen nur einen geringen Anteil am Gesamtpreis für ein System. „Vom gesamten Befestigungssystem machen die Kosten für die Klemme etwa sieben bis neun Prozent aus“, rechnet Liedtke vor. Dazu kommen noch die Kosten für die Module, Wechselrichter und Kabel.

Wenn die Klemme zehn Prozent mehr kostet, macht das auf das Gesamtsystem gerechnet kaum noch etwas aus. „Aber wir merken auch deutlich, dass die Kunden für ein sehr viel hochwertigeres und innovativeres Produkt auch bereit sind, etwas mehr zu bezahlen“, sagt Liedtke. Außerdem holen die Installateure den höheren Preis für die Klemme durch die schnelle und vereinfachte Modulmontage wieder heraus. „Sicherlich werden wir sie in Ländern, wo die Lohnkosten niedrig sind, nur schwer verkaufen können. Aber wo die Installationsarbeit viel Geld kostet, werden die Mehrkosten nicht ins Gewicht fallen“, erklärt der Kölner.

Britische Eigenarten

Mit Blick auf den stabilen Markt in Großbritannien hat Renusol noch einen neuen Dachhaken entwickelt. „Der Markt für Aufdachanlagen in England ist zwar kleiner als der Markt für Solarparks, aber dafür läuft er stabil“, weiß Liedtke. Im Gegensatz zu den Freiflächen, die aus der Förderung inzwischen herausgefallen sind, werden die kleinen Dachanlagen auf Privathäusern immer noch von London unterstützt. Da haben Hersteller wie Renusol, die sich hauptsächlich auf Dachanlagen spezialisiert haben, einen sichereren Stand, auch wenn das Geschäft kleinteiliger ist.

Doch gerade die britischen Dächer sind besonders. Im Vergleich zu Deutschland, wo breite Sparren verwendet werden, bauen die Engländer ihre Dächer mit viel schmaleren Sparren. Hier hat der Installateur das Problem, mit dem Dachhaken zum einen den Sparren zu treffen und zum anderen auch mit dem Haken an der Tiefsicke des Dachziegels herauszukommen. Während er in Deutschland ausreichend Platz hat, den Dachhaken mit den bisherigen Bohrungen in der Grundplatte entsprechend zu justieren, ohne neben den Sparren zu kommen, ist das auf englischen Dächern nicht so einfach.

Einfach und wirkungsvoll

Oft liegen die Bohrungen zu weit auseinander. Der britische Installateur braucht mehr Spielraum, um den Haken an die richtige Stelle zu setzen. „Wir haben unsere Anwendungsingenieure und auch unsere Kunden lange getrieben, um zu analysieren, wie die Anforderungen in Großbritannien sind“, erinnert sich Stefan Liedtke. „Das erste Ergebnis war: Wir brauchen für den englischen Markt etwa 15 verschiedene Dachhaken. Solch eine unglaubliche Komplexität würde aber niemals funktionieren.“

Das Ergebnis der Entwicklung ist dann genauso einfach wie wirkungsvoll. Die Kölner haben einfach die Grundplatte verbreitert und die Bohrlöcher enger gesetzt. „Das ist ein riesiges Plus für den Installateur“, betont der Chef von Renusol. „Der muss jetzt nicht mehr lange fummeln, um den Haken an die richtige Stelle zu setzen, dass der genau auf dem Sparren und trotzdem unter dem Ziegel an der richtigen Stelle sitzt.“

Die Kölner haben anfangs auch überlegt, ob sie den Haken stufenlos justierbar machen. „Mit unserer jetzigen Lösung können wir aber viel günstiger produzieren, decken trotzdem den Großteil aller Dacheindeckungen in England ab und können damit die Dachhaken unseren Kunden viel günstiger anbieten“, begründet Stefan Liedtke die Entscheidung, keinen Haken mit Nut und Feder auf den Markt zu bringen. „Mit dem jetzigen Haken hat der Monteur eine ausreichende Flexibilität. Mehr Möglichkeiten, den Haken zu justieren, kosten einfach nur mehr Geld, ohne einen Mehrwert zu bringen.“ Zumal dann die Entwicklung aufwendiger wird.

Den Dachhaken frei justieren

Diesen Aufwand haben die Ingenieure von K2 Systems im schwäbischen Renningen nicht gescheut. Singlehook nennen sie ihren neu entwickelten Dachhaken. Auch für den englischen Markt gibt es eine eigene Variante. Dazu haben sie die Grundplatte nicht verbreitert, sondern ganz im Gegenteil. „Für den englischen Markt haben wir die Grundplatte schmaler gemacht“, erklärt Nadine Wade, Produktmanagerin bei K2 Systems. „Damit kann sie der Installateur genau auf die schmalen Sparren schrauben, mit denen die britischen Dächer gebaut sind. Der Rest funktioniert genauso wie alle anderen Singlehooks.“

Der neue Haken besteht aus zwei getrennten Teilen. Zunächst schraubt der Monteur die Grundplatte mit einer selbstbohrenden Holzbauschraube auf den Sparren. Die einzige Herausforderung dabei: Er muss sie möglichst waagerecht aufbringen. Sind die Grundplatten festgeschraubt, schiebt er den eigentlichen Haken seitlich in zwei Nuten, die auf der Platte sind. Diese laufen über die gesamte Breite der Grundplatte. Damit hat der Monteur genügend Platz, den Haken frei zu justieren. Der Haken wiederum hat drei Federn. Zwei davon zeigen nach oben und eine nach unten. Beim Einschieben und Justieren des Hakens hält der Monteur den Haken waagerecht zur Grundplatte und kann ihn so leicht verschieben. „Wenn der Haken aber belastet wird, verkantet er sich in den Nuten und sitzt fest“, beschreibt Nadine Wade das Prinzip.

Unebenheiten ausgleichen

Im Unterschied zum bisherigen Crosshook der Renninger bietet der neue Haken allerdings keine Möglichkeit mehr, die Höhe zu verstellen. Denn er ist aus einem Stück gefertigt. Dadurch hat der Installateur noch die Aufgabe, alle Grundplatten über die Länge der Anlage möglichste genau in der gleichen Höhe anzubringen. Sonst wird die Montageschiene und damit die gesamte Anlage schief. Der Crosshook hingegen bestand aus zwei Teilen, die der Monteur auf dem Dach noch zusammenschrauben musste. Dies war viel Aufwand für einen nur begrenzten Nutzen. „Mit dem Singlehook haben wir eine montagefreundlichere Lösung geschaffen, und der Haken hat eine direkte Anbindung an die Montageschiene“, erklärt Wade. An dieser Anbindung hat der Monteur noch die Möglichkeit, die Schiene so zu justieren, dass er Unebenheiten auf dem Dach ausgleichen kann. Dadurch kann er die Schiene gerade installieren, sodass keine Spannungen durch Dachunebenheiten auf den Modulrahmen übertragen werden.

Denn die Anbindung zur Schiene am oberen Teil des Hakens ist mit einem Langloch versehen. Der Installateur schiebt Hammerkopfschrauben in die Schiene und schraubt sie mit einer Sperrzahnmutter am Langloch des Hakens fest. Damit hat er die Möglichkeit, die Montageschiene sowohl waagerecht als auch senkrecht spannungsfrei zu montieren.

Der Hersteller bietet die Haken in vier verschiedenen Ausführungen an. „Diese sind für unterschiedliche Ziegelarten entwickelt“, erklärt Nadine Wade. So gibt es neben der Standardgröße den sogenannten Singlehook Short Bracket speziell für die kleinen Ziegel auf britischen Dächern und passend zur schmaleren Grundplatte. Er hat einen etwas längeren Bügel als der Standardhaken und ist aus beschichtetem Edelstahl, nicht aus Aluminium. Für besonders lange Ziegel gibt es den Singlehook Long Bracket mit einem verlängerten Bügel. Auch dieser Haken besteht aus beschichtetem Edelstahl. Dazu haben die Renninger einen speziellen Haken für die Schweiz entwickelt. Bei diesem Singlehook Twist Bracket ist die Anbindung zur Montageschiene um 90 Grad gedreht. „In der Schweiz sind nämlich Einlegesysteme sehr en vogue“, weiß Wade. „Dabei wird die Grundschiene vom First zur Traufe gelegt, und dann kommt im Kreuzverbund die Einlegeschiene für die Module. Normalerweise verläuft die Grundschiene parallel zur Dachkante.“ Um die Vorlieben der Eidgenossen bedienen zu können, hat K2 Systems deshalb den gedrehten Dachhaken mit ins Sortiment aufgenommen.

Komponenten für viele Varianten

Um den Dachhaken nicht in zwei Teilen ausliefern zu müssen, ihn aber trotzdem frei und stufenlos justieren zu können, hat IBC Solar aus Bad Staffelstein nicht den Haken für das System Top Fix 200, sondern die Grundplatte selbst flexibel gestaltet. Statt mit vielen einzelnen Bohrungen ist die Grundplatte mit einem Langloch versehen. Dieses läuft zwar nicht über die gesamte Breite der Platte, reicht aber aus, um dem Installateur die nötige Freiheit zu geben, den Haken an die richtige Stelle zu schieben. Er muss dabei nicht mit zwei Teilen auf das Dach steigen und auch die Haken nicht in die Nuten einschieben, sondern er schraubt diesen nur mit einer Schraube fest, nachdem er ihn an die richtige Stelle geschoben hat – fertig. „Dadurch haben wir die Möglichkeit, die Kosten für das System und vor allem die Anzahl der Komponenten weiter zu reduzieren“, erklärt Sebastian Geier, Leiter Produktmanagement und Entwicklung bei IBC Solar. „Denn wir merken, der Markt wird kleiner und die Installateure legen sich nicht mehr so viele einzelne Teile auf Lager wie vielleicht noch vor einigen Jahren. Deshalb haben wir das Ziel, die Komponenten weiter zu flexibilisieren, um mit weniger Komponenten eine größere Bandbreite von Möglichkeiten abdecken zu können.“

Mit solchen einfachen, aber wirkungsvollen Entwicklungen erreichen die Gestellhersteller genau dieses Ziel. Ihre Innovationsfreude ist noch längst nicht ausgeschöpft. Sie gehen gerade in die Details und machen die Feinarbeit, um dem Installateur das Leben so leicht wie möglich zu machen.