21.11.2012

Neuer Solarmodul-Test von TÜV Rheinland simuliert Schneelast

TÜV Rheinland (Köln) hat einen neuen Prüfstand und ein Testprogramm entwickelt, das die Belastung von Photovoltaik-Systemen auf Schrägdächern durch Schnee simuliert.

Der Prüfdienstleister bietet Herstellern in seinem Laborzentrum ab sofort die Möglichkeit, ihre Module, insbesondere Glas- und Rahmen-Module, sowie Befestigungssysteme für diese speziellen Belastungen zu testen.

Schneelast-Tests nicht nur für Hersteller wichtig, sondern auch für Anlagen- und Bauwerksplaner oder Statiker

Speziell auf Schrägdächern werden die Photovoltaik-Systeme durch Schnee nicht gleichmäßig belastet, so der TÜV. Der Schnee rutsche an den unteren Modulrahmen, was dazu führe, dass die Module und Befestigungen dort extrem belastet würden. TÜV Rheinland entwickelte die weltweit einzigartige Prüfmethode mit Unterstützung des Photovoltaik-Systemanbieters IBC Solar.

„Wir können anhand des neuen Testprogramms nun Module und Systeme verlässlich für unterschiedliche Schneebelastungen qualifizieren – vor allem unter dem Einfluss von Krafteinleitungen in der Schräge“, erklärt Jörg Althaus, Geschäftsfeldleiter für Solarenergie bei TÜV Rheinland. Relevant seien diese Ergebnisse nicht nur für die Hersteller selbst, sondern beispielsweise für Anlagen- und Bauwerksplaner sowie Statiker. Die Entwicklungszeit für das neue Testverfahren von TÜV Rheinland betrug rund zwei Jahre.

Prüfverfahren orientiert sich an europaweiten Richtlinien für Einwirkungen auf Bauwerke

Das neue Prüfverfahren mit der TÜV Rheinland-Bezeichnung 2 PfG 2310/11.12 hat der Prüfdienstleister in Anlehnung an den europaweit einheitlichen Eurocode 1 für Einwirkungen auf Bauwerke (EN 1990, EN 1991-1-3) entwickelt. Ziel war es, die auftretenden Schneelasten möglichst realitätsnah zu simulieren. Denn die Normen zur Bauartzulassung von Photovoltaik-Modulen (IEC 61215/61646) beinhalten lediglich mechanische Belastungsprüfungen, die in der Horizontalen durchgeführt werden. Vorgeschrieben ist dabei eine gleichmäßige Zug- und Druckbelastung von 2.400 oder 5.400 Newton pro Quadratmeter (N/m²) in drei Zyklen jeweils eine Stunde lang.

In Anlehnung an die real auftretenden Schneelasten auf Schrägdächern hat TÜV Rheinland die mechanischen Belastungstests nun um eine wesentliche Option erweitert. Prüfkörper sind dabei die Module und, falls vorhanden, das spezielle Montagesystem. Diese werden zunächst in der Klimakammer mit Feuchte und Wärme vorgealtert. Für die anschließenden Schneelast-Tests wird die vom Hersteller vorgesehene Unterkonstruktion gewählt.

Test imitiert Abrutschen des Schnees an den unteren Bereich des geneigten Moduls

Die Module werden auf dem Teststand um 37 Grad geneigt und dann bei Raumtemperatur belastet. Diese Belastung erfolgt auf dem Prüfkörper mit nach unten zunehmendem Druck, der bis zum vierfachen Wert am unteren Modulrahmen erhöht wird. Belastet werden insgesamt nur die unteren zwei Drittel der Modulfläche.

Durch diesen Aufbau soll eine Situation nachgeahmt werden, in der der Schnee in den unteren Bereich abrutscht und sich dort ansammelt, so dass unten eine große Belastung entsteht, die im oberen Teil nicht vorhanden ist. Nach einem Testzyklus von 20 Minuten wird der Druck insgesamt weiter erhöht, so lange keine Zerstörung des Moduls festzustellen ist. Die Verformung wird wiederum durch verschiedene Sensoren überwacht.

Prüfinstitut ermittelt statistische Tragfähigkeit der Solarmodule

Überprüft werden jeweils fünf gleiche Module eines Typs die dabei bis zur Zerstörung belastet werden. Mögliche Versagensgründe können Bruch des Glases, Verformung des Modulrahmens, Ausreißen der Verbindungen oder Bruch des Rahmens sein. Auf Basis dieser verschiedenen Testreihen lässt sich die statistische Tragfähigkeit ermitteln, die der jeweilige Modultyp tragen kann. TÜV Rheinland kann diese Belastungswerte auch für ungleichmäßigen Druck auf Solarmodule liefern.

Quelle: TÜV Rheinland/solarserver.de