Dehnungsfugen bei Montageschienen: Warum ein kleiner Spalt entscheidend ist

Bei der Montage einer Photovoltaikanlage zählt jedes Detail. Während die meisten angehenden Anlagenbetreiber auf die Qualität der Module und des Wechselrichters achten, wird ein entscheidender Aspekt der Unterkonstruktion oft übersehen: die thermische Ausdehnung der Montageschienen.

Ein kleiner, unscheinbarer Spalt zwischen langen Schienenreihen kann über die Langlebigkeit und Sicherheit Ihrer gesamten Anlage entscheiden. Diese sogenannte Dehnungsfuge ist dabei kein optionales Detail, sondern eine technische Notwendigkeit.

Warum Dehnungsfugen bei Montageschienen entscheidend sind

Metalle reagieren auf Temperaturänderungen: Bei Wärme dehnen sie sich aus, bei Kälte ziehen sie sich zusammen. Dieses physikalische Grundprinzip kommt bei den Montageschienen einer PV-Anlage besonders zum Tragen. Die Schienen bestehen in der Regel aus Aluminium, einem Material, das für sein geringes Gewicht und seine Korrosionsbeständigkeit geschätzt wird. Aluminium hat jedoch einen relativ hohen Wärmeausdehnungskoeffizienten von circa 23,1 x 10⁻⁶ pro Grad Celsius.

Was bedeutet das in der Praxis? Auf einem Dach können extreme Temperaturunterschiede herrschen. An einem kalten Wintertag können die Schienen auf -20 °C abkühlen, während sie an einem heißen Sommertag durch direkte Sonneneinstrahlung leicht eine Oberflächentemperatur von +60 °C erreichen. Das ist ein Temperaturunterschied von 80 °C.

Ein Rechenbeispiel zur Verdeutlichung:
Eine durchgehende Aluminiumschiene mit einer Länge von 12 Metern dehnt sich bei einem Temperaturanstieg von 80 °C um rund 2,2 Zentimeter aus – das ist mehr als die Breite eines Daumens. Ohne einen freien Raum, in den sich das Material ausdehnen kann, bauen sich enorme Kräfte in der Konstruktion auf.

Die Folgen ignorierter Wärmeausdehnung

Wird bei der Montage auf die Dehnungsfuge verzichtet, kann die thermische Ausdehnung gravierende und kostspielige Schäden verursachen. Die aufgebauten Spannungen entladen sich dort, wo die Konstruktion am schwächsten ist.

Typische Schadensbilder sind:

• Verbiegen der Schienen: Die Schienen können sich seitlich oder nach oben wölben, weil das Material dem Druck ausweicht.
• Beschädigung der Dachhaken: Die Kräfte werden auf die Dachhaken übertragen, die sich dadurch lockern, verbiegen oder sogar brechen können. Das gefährdet die Stabilität der gesamten Anlage und kann zu Undichtigkeiten im Dach führen.
• Spannungen auf den Solarmodulen: Die Verformung der Schienen überträgt mechanischen Stress auf die darauf montierten Solarmodule. Dies kann zu unsichtbaren Mikrorissen in den Solarzellen führen, welche die Leistung und Lebensdauer der Module dauerhaft reduzieren.
• Lockerung von Schraubverbindungen: Die ständige Bewegung durch Ausdehnung und Zusammenziehen kann auf lange Sicht Schrauben und Klemmen lockern.

Die Erfahrung zeigt: Viele spätere Probleme mit der Unterkonstruktion lassen sich auf eine fehlerhafte Planung zu Beginn zurückführen. Die Berücksichtigung der Dehnungsfuge ist daher ein klares Qualitätsmerkmal einer professionellen Installation.

Die richtige Planung: Wie groß muss die Dehnungsfuge sein?

Die exakte Größe der Dehnungsfuge hängt von der maximalen durchgehenden Schienenlänge und den Herstellerangaben ab. Als verlässliche Faustregel hat sich in der Praxis ein Wert etabliert:

Planen Sie pro 10 bis 12 Meter durchgehender Schienenlänge eine Dehnungsfuge von 1,5 bis 2,0 Zentimetern ein.

Dieser Abstand bietet einen ausreichenden Puffer, um die Ausdehnung bei typischen mitteleuropäischen Wetterbedingungen sicher abzufangen. Bevor Sie mit der Montage beginnen, sollten Sie jedoch die Montageanleitung Ihrer spezifischen Montagesysteme prüfen. Viele Hersteller geben dazu präzise Vorgaben.

Praktische Umsetzung: Schritt für Schritt zur korrekten Montage

Die Umsetzung einer Dehnungsfuge ist einfacher als gedacht und erfordert keine speziellen Werkzeuge, sondern lediglich eine sorgfältige Planung der Schienenanordnung.

Schritt 1: Gesamtlänge der Schienenreihe bestimmen

Messen oder berechnen Sie die Gesamtlänge einer ununterbrochenen Schienenreihe auf Ihrem Dach. Bei kürzeren Reihen, beispielsweise auf einer Garage oder einem Carport unter 8 Metern Länge, ist eine Dehnungsfuge oft nicht zwingend erforderlich. Ein kleiner Spalt von wenigen Millimetern ist dennoch nie ein Fehler.

Schritt 2: Dehnungsfugen einplanen

Ab einer Länge von etwa 10 Metern sollten Sie eine Fuge einplanen. Bei einer 15 Meter langen Reihe platzieren Sie die Fuge idealerweise in der Mitte. Bei einer 24 Meter langen Reihe sind zwei Fugen, jeweils nach 8 und 16 Metern, eine sinnvolle Lösung.

Schritt 3: Schienen montieren und Fuge lassen

Lassen Sie bei der Montage der Schienen an der geplanten Stelle einfach den berechneten Abstand zwischen den Enden zweier Schienen frei. Achten Sie darauf, dass die Modulklemmen nicht direkt über der Fuge platziert werden. Die Fuge sollte sich immer zwischen zwei Solarmodulen befinden.

Dieses kleine Detail bei der Selbstmontage einer Photovoltaikanlage zu berücksichtigen, sichert die Stabilität Ihrer Anlage für die nächsten Jahrzehnte.

Häufig gestellte Fragen (FAQ) zur thermischen Ausdehnung

Gilt das auch für kurze Schienen, z. B. bei einem Balkonkraftwerk?

Bei den typischerweise sehr kurzen Schienenlängen von Balkonkraftwerken ist die absolute Längenausdehnung minimal und in der Regel unkritisch. Hier sind keine speziellen Dehnungsfugen notwendig, da die gesamte Ausdehnung nur wenige Millimeter beträgt und von der Flexibilität der Halterungen aufgefangen wird.

Was passiert, wenn die Fuge zu groß oder zu klein ist?

Eine zu kleine Fuge kann ihre Funktion nicht erfüllen und führt zu den oben beschriebenen Spannungen. Eine deutlich zu große Fuge könnte die Stabilität beeinträchtigen, wenn dadurch die Abstände zwischen den Befestigungspunkten der Module zu groß werden. Halten Sie sich daher an die empfohlene Größe von 1,5 bis 2,0 cm.

Beeinflusst die Farbe der Schienen (schwarz vs. silber) die Ausdehnung?

Ja, indirekt. Schwarze Schienen absorbieren mehr Sonnenlicht und erhitzen sich stärker als blanke Aluminiumschienen. Die maximale Oberflächentemperatur kann bei schwarzen Schienen höher liegen, was zu einer geringfügig stärkeren Ausdehnung führt. Der Ausdehnungskoeffizient des Materials selbst bleibt jedoch gleich. Die empfohlene Fugengröße berücksichtigt diese Effekte bereits.

Muss ich die Dehnungsfuge warten?

Nein, die Dehnungsfuge ist ein passives Bauteil und wartungsfrei. Sie sollte jedoch Teil der regelmäßigen Sichtprüfung der Gesamtanlage sein, um sicherzustellen, dass sich keine Fremdkörper wie Laub oder Äste darin verkeilt haben.

Fazit: Eine kleine Fuge mit großer Wirkung

Die Dehnungsfuge ist ein perfektes Beispiel dafür, wie kleine Details in der Photovoltaik-Technik über den langfristigen Erfolg entscheiden. Sie kostet nichts extra, erfordert nur wenige Augenblicke der Planung und schützt Ihre Investition wirksam vor Schäden durch Materialermüdung und mechanischen Stress. Eine korrekt ausgeführte Dehnungsfuge ist ein klares Zeichen für eine fachmännische und vorausschauende Montage, die die physikalischen Gegebenheiten auf dem Dach ernst nimmt.

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