Einfach, Preiswert und stabil

Von wegen, der Solarpark ist tot. In den ersten sechs Monaten dieses Jahres gingen in Deutschland Freiflächenanlagen mit einer Gesamtleistung von gut 160 Megawatt neu ans Netz. Das ist immerhin fast ein Drittel des gesamten bisherigen Zubaus in diesem Jahr. Dazu kommen noch die guten Zahlen aus England, den USA und Japan. Auch die Ausschreibungen in Deutschland zeigen, dass das Interesse an Freiflächenanlagen ungebrochen ist. Beide waren mehrfach überzeichnet.

Die Projektierer, die eine Marktprämie bekommen, können sich freuen. Zwar steht die Vergütung aus der zweiten Ausschreibungsrunde noch nicht fest. Doch in der ersten Runde lag die durchschnittliche Marktprämie über der Einspeisevergütung nach dem EEG.

Doch was ist mit den Projekten, die keine Marktprämie bekommen? Sie verschwinden entweder in der Schublade oder werden auf der Basis eines anderen Geschäftsmodells realisiert. Allerdings haben die Projektierer dann ein Problem: Die Anlage muss noch billiger gebaut werden als mit der Marktprämie.

Knallharter Preiskampf

Das klingt wie die Quadratur des Kreises. Denn die durchschnittliche Marktprämie in der ersten Ausschreibung hat gezeigt, dass die Preise für Freiflächenanlagen derzeit am unteren Ende angekommen sind. Viel billiger geht es offensichtlich kaum noch. Um diesen Druck kommen auch die Hersteller von Montagesystemen für Solarparks nicht herum. Die Herausforderung bei der Entwicklung ist, dass die Konstruktionen immer einfacher und schneller zu errichten sein sollen. Die Anbieter stehen in einem knallharten Preiskampf. „Die Projektierer im Freilandbereich wägen immer ab, was sie nehmen. Am Ende geht es vor allem darum, was am billigsten ist“, weiß Franziska Weiland, Produktmanagerin bei Mounting Systems. Der Anbieter von Montagesystemen aus dem brandenburgischen Rangsdorf ist schon seit vielen Jahren im Segment der Freiflächenanlagen unterwegs und hat hier inzwischen viel Erfahrung gesammelt.

Hohe Arbeitskosten

Dabei ist das Problem in Europa noch gering. In den USA, einem der größten Märkte für Solarparks, in dem sich auch europäische Anbieter tummeln, macht die Installation ungefähr die Hälfte der Gesamtkosten aus. „Da wird nicht nur an jedem Cent gespart, den ein Montagesystem pro installierter Leistung kostet, sondern auch genau geschaut, wie schnell die Montage geht“, erklärt Franziska Weiland.

Inzwischen gibt es nicht mehr viele Anbieter von Montagesystemen für die Freifläche in Europa. Gerade mal neun Hersteller haben auf der diesjährigen Intersolar ihre Produkte gezeigt. Die meisten kamen mit bewährten Systemen nach München. So zeigte Zimmermann PV Stahlbau aus Oberessendorf seine ein- und zweipfostigen Gestellsysteme, mit denen das Unternehmen schon seit Jahren unterwegs ist. Die Varianten sind vielfältig, und die Schwaben haben damit immerhin Anlagen mit einer Gesamtleistung von etwa 1,5 Gigawatt weltweit aufgebaut.

Nur ein neues System

Auch der zweite Branchenriese Habdank PV-Montagesysteme kam zumindest nicht mit einem neuen Freilandsystem nach München. Das Unternehmen verbaut schon seit drei Jahren sein Freilandsystem. Ein vergrößertes System mit einem Pfosten stellten die Schwaben auf der Intersolar vor zwei Jahren vor – seither nichts Neues. Inzwischen steht mehr als ein Gigawatt Solarstromleistung auf den Gestellen von Habdank. S Flex, Krinner Schraubfundamente, Arausol und Montagebau Karl Göbel zeigten ebenso wenig eine Neuheit im Freilandbereich wie der luxemburgische Stahlriese Arcelor Mittal, der ebenfalls in diesem Marktsegment mit einem eigenen Gestell unterwegs ist.

Einzig Mounting Systems hat ein nagelneues Freilandgestell gezeigt. Es basiert im weitesten Sinne auf dem bisherigen Sigma-Gestell mit einem Pfosten. Doch die Brandenburger haben einige grundlegende Änderungen vorgenommen. Die entscheidende für den Preis des Systems ist das Material. Denn Mounting Systems nutzt für das neue Sigma Stahl statt bisher Aluminium.

Rückkehr zum Stahl

Noch vor Jahren galt Stahl als der Verlierer in der Gestellsparte. Zu schwer und korrosionsanfällig, das waren die Argumente, die gegen Stahl sprachen. Zudem ist Aluminium leichter zu verarbeiten, und die Produktionskosten sind dadurch geringer. Doch inzwischen lässt ein Hersteller nach dem anderen das Dogma fallen und wendet sich dem Stahl zu, wenn es um Montagesysteme für das Freiland geht. Schließlich macht jeder Cent, den das Gestell pro installiertem Kilowatt billiger ist, auf die Mengen gerechnet, die in den großen Solarparks verbaut werden, sehr viel aus.

Die Aluminiumprofile kosten bis zu ein Viertel mehr als Stahlprofile in der gleichen Dicke. Dazu kommt noch, dass die Aluminiumprofile aufgrund der geringeren Dichte dicker ausgelegt werden müssen, um die gleichen Anforderungen an die Haltbarkeit zu erfüllen. Am Ende sparen die Hersteller viel Geld, wenn sie Stahl statt Aluminium als Material für ihre Gestelle nehmen.

Den Rost verbannt

Mounting Systems verwendet für das neue Sigma einen mit Magnelis beschichteten Stahl. Dazu wird der Stahl zunächst feuerverzinkt. Danach wird er noch in eine Schmelze aus Zink mit einem Aluminiumanteil von 3,5 Prozent und einem Magnesiumanteil von drei Prozent getaucht. Damit ist er wesentlich haltbarer als Stahl, der nur feuerverzinkt ist. „Wir geben zwar eine Garantie von zehn Jahren auf die Stahlgestelle, gehen aber davon aus, dass sie wesentlich länger halten“, begründet Franziska Weiland die teure, aber wirksame Beschichtung.

Auch bei den Schrauben verwenden die Rangsdorfer Stahl. Diese sind wiederum mit einer Legierung aus Zink und Aluminium beschichtet. Diese sogenannte Zinklamellenbeschichtung sorgt dafür, dass auch die Schrauben mehrere Jahrzehnte Wind und Wetter überstehen.

Adapter gleicht Unebenheiten aus

Ein zweiter Schritt zur Minimierung der Kosten für die Installation des Gestells ist die Vormontage. So sind die Querstreben, die die Sparren am Pfosten abstützen, gleich an den Sparren angeschraubt. Während des Transports sind sie in die Profilvertiefung des Sparrens eingeklappt, um Platz zu sparen. Auf der Baustelle muss der Monteur diese Querstrebe nur noch ausklappen und seitlich am Pfosten festschrauben. Schon hat er den Sparren fixiert. Zuvor muss er ihn aber auf den Pfosten aufsetzen.

Um den Anstellwinkel zu variieren und Unebenheiten des Geländes auszugleichen, hat Mounting Systems außerdem einen Adapter mit mehreren nebeneinanderliegenden Bohrungen entwickelt. Dieser wird an den Sparren angeschraubt. Danach schraubt der Monteur den Sparren auf den Adapter und befestigt die Querstrebe am Pfosten.

Im nächsten Schritt legt der Handwerker den Modulträger auf die Sparren und schraubt ihn mit einer speziellen Klemme fest. „Diese Modulträgerklemme haben wir eigens für den amerikanischen Markt entwickelt“, erklärt Franziska Weiland. „Denn dort spielt das Thema Erdung eine ganz große Rolle.“

Geringe Übergangswiderstände

Die Lösung: Zieht der Monteur die Modulträgerklemme fest, drücken sich kleine Zähne, die sich an den Ecken der Klemme befinden, tief in den Sparren und in den Modulträger. Damit erreichen die Rangsdorfer geringe elektrische Übergangswiderstände zwischen allen Bauteilen. Ein zweiter Vorteil der neuen Klemme ist, dass sie nicht mehr in vorgebohrte Löcher eingeschraubt, sondern direkt in einen Kanal im Sparren geschoben wird. So kann sie der Monteur genau an der richtigen Stelle einsetzen. Die Rangsdorfer müssen auch nicht für jedes Projekt die vorgegebenen Löcher bohren, sondern sind damit projektunabhängig.

Damit der Monteur die Klemme nicht durch den gesamten Kanal fädeln muss, hat Mounting Systems sie mit einer Hammerkopfschraube versehen. So kann der Handwerker die Klemme an der richtigen Stelle aufsetzen. Er dreht dann die Hammerkopfschraube einfach um 90 Grad und schraubt sie mit der Mutter von oben fest.

Auch auf hügeligem Terrain

Um Geländeneigungen auszugleichen, setzt Mounting Systems einen kleinen Wippstein ein. Baut der Projektierer die Anlage in hügeligem Gelände, kann er dieses drehbare Verbindungsbauteil in den Kanal im Sparren einsetzen und festschrauben. Der Modulträger wird dann auf diesen Wippstein aufgelegt und mit der Modulträgerklemme befestigt. So kann der Projektierer ohne großen Aufwand Geländeneigungen von bis zu zehn Grad ausgleichen. Hat er steilere Geländeübergänge zu bewältigen, muss er allerdings kürzere Gestelleinheiten aufbauen.

Mit ihrer neuen Lösung schaffen es die Rangsdorfer, flexibel genug zu bleiben, um möglichst die Vielfalt der verschiedenen Projekte abdecken zu können. Wenn diese Flexibilität nicht ausreicht, bieten sie projektspezifische Anpassungen an. So können sie die Bohrlöcher im Pfosten so versetzen, dass andere Winkel möglich werden, mit denen die Module zur Sonne ausgerichtet sind. Mit den Standardlöchern sind aber immerhin schon Aufständerungen von 20, 25, 30 und 35 Grad möglich.

Zudem können sie die Länge der Gestellpfosten so anpassen, dass der Projektierer den Abstand der Modulunterkante zum Boden verändern kann.

Standardkomponenten anpassen

Außerdem sind auch die Pfosten in unterschiedlicher Ausführung zu haben. Standard sind zwar Rammpfosten mit einem C-Profil. Doch die Rangsdorfer bieten für sperrige Bodenverhältnisse auch Drehfundamente oder Fußplatten als Möglichkeit an, den Pfosten an den Boden anzubinden.

Mit diesen projektspezifischen Anpassungen ist Mounting Systems aber nicht allein auf weiter Flur. In der Regel nutzen die Hersteller für jedes Projekt ihre Standardgestelle und passen sie den individuellen Gegebenheiten an. Denn es gibt kein Gestell, das in jeder Landschaftsformation und auf jedem Untergrund funktioniert. Für die vielen Varianten, wie ein Gelände beschaffen sein kann, ein spezifisches Gestell auf den Markt zu bringen, ist von den Herstellern zu viel verlangt. Die Variation ist schon bei Gebäudedächern hoch. Bei der Freilandmontage geht sie aber ins Unendliche.

Deshalb müssen die Hersteller genau die andere Richtung einschlagen. Sie nutzen einige wenige Standardkomponenten, mit denen sie möglichst viele Varianten abdecken können. Diese Standardkomponenten passen sie dann an das jeweilige Projekt an. Das beginnt schon beim Aufstellen der Pfosten. So werden zwar in den meisten Fällen die Montagesysteme gerammt. Aber nicht selten werden sie auch in die Erde gebohrt. Nur auf sehr weichem Untergrund, ehemaligen Mülldeponien oder wenn der Untergrund aus Felsstein besteht, werden noch Betonfundamente gesetzt.

Pfosten mit Wurzel

Der italienische Anbieter Tree System mit Sitz im nordostitalienischen Pozzonovo, nur 24 Kilometer südwestlich von Venedig, hat ein eigenes System entwickelt, wie der Pfosten im Boden verankert wird. Er schweißt am unteren Ende in einem Winkel von 45 Grad vier Rohrstücke an. Durch diese schiebt der Monteur jeweils einen Stahlstift und treibt ihn mit einem Handpresslufthammer in den Boden. Da die Fläche des Stahlstiftes kleiner ist als die eines Gestellpfostens, kann er einfacher auch in steinigen Untergrund eingerammt werden. So bekommt der Pfosten ein regelrechtes Wurzelwerk, das ihn im Boden festhält.

Die Klemme für Eilige

Darauf schraubt der Monteur den Gestellrahmen, der vorgefertigt auf die Baustelle geliefert wird. Er besteht aus dem oberen Teil des Pfostens, dem Sparren und einer Querstrebe. Der Rahmen wird dann mit dem unteren Teil des Pfostens verschraubt, der das System im Boden verankert. Danach schraubt der Installateur horizontale Streben auf die Sparren. Auf diese Streben hat er vorher spezielle Schellen geschoben. Diese schraubt er an die Stellen der Streben, wo später die Module aufliegen. In den Platz zwischen Schelle und Querstrebe schiebt der Handwerker die Modulklemmen ein und befestigt damit die Paneele.

Ein sehr einfaches System, die Module auf die Träger zu klemmen, hat sich Araymond Energies ausgedacht. Das französische Unternehmen aus Grenoble hat sich auf Modulklemmen für Solarparks und große Flachdachanlagen spezialisiert, wo es um die Geschwindigkeit der Montage geht. Araymond hat vor einem halben Jahr seine Power Snap S auf den Markt gebracht. Vier dieser Klemmen schiebt der Monteur einfach auf die Nut am Modulrahmen. Danach hebt er einfach das Modul mit den Klemmen auf die Modulträger und drückt leicht auf den Rahmen an den Stellen, wo die Klemmen sitzen. Diese klicken in den Modulträger. Die Klemme kann mit vielen gängigen Modulträgern eingesetzt werden. Bevor ein Installateur diese Klemmen nutzt, sollte er sich allerdings erkundigen, ob sie auch für die von ihm gewählten Module freigegeben sind. Allerdings sind die Franzosen in diesem Jahr mit ihrer Klemme nicht auf die Intersolar gekommen.

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