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Ballastiert Dach-Solarregalsysteme haben die Installation von Photovoltaikanlagen (PV) in Gewerbe- und Industrieanlagen revolutioniert Flachdächer . Ihr Design bietet eine nicht durchdringende Lösung, die für die Wahrung der Integrität und Garantie des Daches von entscheidender Bedeutung ist.
Das Grundprinzip: Gewicht verwenden, nicht Penetration
Das grundlegende Konzept hinter einem Ballastgerät Dach-Solarregalsystem ist einfach: Schwerkraft . Anstatt in die Dachkonstruktion zu bohren, nutzt das System träges Gewicht – den Ballast –, um den Kräften der Natur, vor allem dem Windauftrieb und in geringerem Maße den seismischen Kräften, entgegenzuwirken.
Diese Systeme bestehen aus mehreren Schlüsselkomponenten:
- Regal-/Montagestruktur: Leichte, korrosionsbeständige Rahmen (meist Aluminium oder verzinkter Stahl), die die Solarmodule im gewünschten Neigungswinkel halten. Diese Rahmen sind so konstruiert, dass sie die Last gleichmäßig auf dem Dach verteilen.
- Ballastwannen/-wannen: Integrierte oder separate Fächer innerhalb der Regalstruktur zur Aufnahme des Ballastmaterials.
- Ballastmaterial: Typischerweise Betonblöcke, Pflastersteine oder seltener Kies. Das Gewicht dieses Materials ist genau berechnet.
- Schutzmatten/Pads: Hochdichte Gummi- oder Schaumstoffpolster, die unter dem Gestell und der Ballastierung angebracht werden, um die Dachmembran vor Abrieb und Punktbelastung zu schützen.
Die strukturelle Stabilität der gesamten Solaranlage hängt davon ab Ballastgewicht größer sein als die maximal zu erwartende Auftriebskraft des Windes.
Ingenieurwesen für Stabilität: Wind- und Lastberechnungen
Die Technik eines ballastierten Dach-Solarregalsystem ist ein sorgfältiger Prozess, der weit über das bloße Anbringen von Gewichten auf einem Dach hinausgeht. Dabei handelt es sich um komplexe Berechnungen auf der Grundlage lokaler Bauvorschriften und -normen.
1. Windauftriebsanalyse
Wind ist der Hauptfeind jeder Solaranlage auf dem Dach. Die Auftriebskräfte, die durch den über und um ein Gebäude strömenden Wind entstehen, hängen stark ab von:
- Gebäudehöhe und Lage: Höhere Gebäude und solche auf offenen Flächen sind einem höheren Winddruck ausgesetzt.
- Dachrand- und Eckbereiche: Windgeschwindigkeit und Auftriebsdruck sind am Rand und an den Ecken eines Daches deutlich höher als im Feldbereich. In diesen Zonen ist der Ballastbedarf oft am höchsten.
- Neigung und Ausrichtung des Panels: Höhere Paneelneigungswinkel fangen im Allgemeinen mehr Wind ein und erhöhen den erforderlichen Ballast.
Mithilfe hochentwickelter Software und Windkanaldaten wird der genaue Ballast ermittelt, der für jede spezifische Stelle auf dem Dach erforderlich ist, um sicherzustellen, dass die Anlage auch unter extremen Wetterbedingungen stabil bleibt.
2. Überprüfung der strukturellen Belastung
Obwohl das Ballastsystem nicht durchdringt, erhöht es das Gewicht des Daches erheblich. Ein Statiker muss überprüfen, ob die vorhandene Dachkonstruktion – einschließlich Deck, Balken und Säulen – die Kombination sicher tragen kann tote Last (das Gewicht des Regals, der Paneele und des Ballasts) und des Temporären Nutzlast (Schnee, Eis oder Wartungspersonal).
Das Design des Dach-Solarregalsysteme ist hier von entscheidender Bedeutung, da es darauf abzielt, die Last auf eine größere Fläche zu verteilen, um die Pfunde pro Quadratfuß (PSF) innerhalb der zulässigen Grenze des Daches zu halten.
Installation und Wartung
Der Installationsprozess für Ballastsysteme ist im Allgemeinen schneller und weniger invasiv als für durchdringende Systeme.
- Dachvorbereitung: Der Bereich wird gereinigt und Schutzmatten werden zum Schutz der Dachhaut ausgelegt.
- Regalmontage: Auf den Matten werden die leichten Regalrahmen montiert.
- Panel-Integration: An den Rahmen sind Sonnenkollektoren befestigt.
- Ballastplatzierung: Die berechnete Menge Betonsteine oder anderes Ballastmaterial wird in die dafür vorgesehenen Wannen gelegt. Dies ist ein entscheidender Schritt, da die richtige Gewichtsverteilung für die Systemintegrität von entscheidender Bedeutung ist.
Da keine Dachdurchdringungen vorhanden sind, konzentriert sich die Wartung in der Regel auf die Reinigung der Paneele und die Überprüfung der Regale und des Ballasts auf etwaige Verschiebungen. Bewegungen sind jedoch selten, wenn das System ordnungsgemäß konstruiert und installiert ist.
Hauptvorteile von Ballastsystemen
Ballastiert Dach-Solarregalsysteme sind aufgrund mehrerer überzeugender Vorteile zur bevorzugten Lösung für Flachdächer geworden:
| Funktion | Vorteil |
|---|---|
| Nicht durchdringend | Bewahrt die Dachgarantie und eliminiert das Risiko von Undichtigkeiten beim Bohren von Löchern. |
| Geschwindigkeit der Installation | Es ist kein Bohren oder Abdichten erforderlich, was eine schnellere Bereitstellung ermöglicht. |
| Flexibilität | Ermöglicht eine einfachere Anpassung oder Neupositionierung des Arrays in der Zukunft. |
| Minimale Auswirkungen | Durch den Verzicht auf Anker werden Belastungspunkte an der Dachkonstruktion reduziert. |
Zusammenfassend ein Ballast Dach-Solarregalsystem Das funktioniert effektiv, indem strukturelle Anker durch sorgfältig berechnete, träge Massen (Ballast) ersetzt werden, um den Windkräften standzuhalten. Diese elegante technische Lösung bietet eine sichere, zuverlässige und dachfreundliche Möglichkeit, Solarenergie auf flachen Gewerbedächern zu nutzen.
