Galvanische Korrosion bei PV-Anlagen: Der unsichtbare Feind Ihrer Montagekonstruktion
Sie haben in eine hochwertige Photovoltaikanlage investiert, die auf eine Lebensdauer von 25 Jahren oder mehr ausgelegt ist. Die Solarmodule sind robust, der Wechselrichter ein Markenprodukt. Doch haben Sie auch an das Fundament gedacht – die Unterkonstruktion? Ein oft übersehener Faktor kann die Stabilität Ihrer gesamten Anlage gefährden: die galvanische Korrosion. Dieser elektrochemische Prozess nagt im Verborgenen an den Metallteilen und kann die Lebensdauer der Montage erheblich verkürzen, wenn Materialien falsch kombiniert werden.
In diesem Beitrag erfahren Sie, was es mit der galvanischen Korrosion auf sich hat, welche Materialkombinationen kritisch sind und wie Sie Ihre Investition durch die richtige Auswahl und Montage von Anfang an wirksam schützen.
Was ist galvanische Korrosion und warum ist sie für PV-Anlagen relevant?
Stellen Sie sich eine kleine Batterie vor: Sie besteht aus zwei unterschiedlichen Metallen (Elektroden) und einer leitfähigen Flüssigkeit (Elektrolyt). Nach genau diesem Prinzip kann es auch auf Ihrem Dach zu Reaktionen kommen, wenn verschiedene Metalle der Unterkonstruktion miteinander in Kontakt treten und durch Regenwasser oder Luftfeuchtigkeit benetzt werden.
Bei diesem Prozess opfert sich das „unedlere“ Metall und löst sich langsam auf, um das „edlere“ Metall zu schützen. In der Elektrochemie spricht man von der elektrochemischen Spannungsreihe: Je weiter zwei Metalle in dieser Reihe voneinander entfernt sind, desto größer ist der Spannungsunterschied und desto schneller schreitet die Korrosion des unedleren Partners voran.
Für PV-Anlagen ist dieser Prozess besonders relevant, da die Montagekomponenten oft aus drei Hauptmaterialien bestehen:
- Aluminium: Leicht, stabil und kostengünstig; das mit Abstand häufigste Material für Montageschienen. Ein relativ unedles Metall.
- Edelstahl (z. B. A2 oder A4): Sehr korrosionsbeständig und stabil, wird typischerweise für Schrauben, Muttern und Dachhaken verwendet. Ein sehr edles Metall.
- Verzinkter Stahl: Günstiger als Edelstahl und durch eine Zinkschicht vor Korrosion geschützt. Oft bei Dachhaken oder Stockschrauben zu finden. Dabei ist Zink noch unedler als Aluminium.
Wenn diese Materialien ohne Schutzmaßnahmen direkt miteinander verbunden werden, entsteht eine Kontaktkorrosion, die die strukturelle Integrität Ihrer Anlage über Jahre hinweg schwächen kann.
Kritische Materialkombinationen bei der PV-Montage
Die Erfahrung zeigt, dass bestimmte Materialpaarungen besonders anfällig für galvanische Korrosion sind. Ein Blick auf die potenziellen Problemzonen hilft, Risiken zu erkennen und zu vermeiden.
Kombination 1: Edelstahl und verzinkter Stahl
Dies ist eine der problematischsten Verbindungen. Der sehr edle Edelstahl beschleunigt den Abbau der Zinkschicht auf dem Stahl drastisch. Regenwasser wirkt als Elektrolyt und die Zinkschicht „opfert“ sich in Rekordzeit. Ist die Zinkschicht einmal verbraucht, beginnt der darunterliegende Stahl zu rosten, und die Verbindung verliert ihre Stabilität.
Praxisbeispiel: Ein Dachhaken für Photovoltaik aus verzinktem Stahl wird mit Edelstahlschrauben am Dachsparren befestigt. Gerade an der Kontaktstelle zwischen Schraubenkopf und Dachhaken schreitet die Korrosion besonders schnell voran. Nach einigen Jahren kann die Zinkschicht hier bereits komplett abgetragen sein.
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Diese Paarung ist die häufigste auf deutschen Dächern: Aluminium-Montageschienen werden mit Edelstahlschrauben und -klemmen befestigt. Da Edelstahl deutlich edler ist als Aluminium, wird das Aluminium an den Kontaktstellen korrodieren.
Allerdings ist der Spannungsunterschied hier geringer als bei Edelstahl und Zink. In der Praxis hat sich diese Kombination unter bestimmten Voraussetzungen bewährt:
- Die Kontaktfläche zwischen einer Edelstahlschraube (z. B. A2) und einer großen Aluminiumschiene ist verhältnismäßig klein.
- Aluminium bildet an der Luft eine schützende Oxidschicht, die die Korrosion verlangsamt.
Dennoch bleibt ein Restrisiko, insbesondere in Umgebungen mit hoher Feuchtigkeit oder salzhaltiger Luft, etwa in Küstennähe. Viele Anlagenbetreiber entscheiden sich daher für zusätzliche Schutzmaßnahmen, um auf Nummer sicher zu gehen.
Kombination 3: Aluminium und verzinkter Stahl
Auf den ersten Blick scheint diese Kombination weniger kritisch, da beide Metalle in der Spannungsreihe näher beieinander liegen. Dabei opfert sich die Zinkschicht des Stahlteils, um das Aluminium zu schützen. Das Problem: Sobald die dünne Zinkschicht verbraucht ist, kommt der darunterliegende Stahl in Kontakt mit dem Aluminium – eine Paarung mit einem größeren Spannungsunterschied, die wiederum eine beschleunigte Korrosion des Aluminiums nach sich zieht.
Lösungen: Wie Sie galvanische Korrosion sicher vermeiden
Glücklicherweise lässt sich das Risiko der Kontaktkorrosion mit den richtigen Techniken und Materialien effektiv vermeiden. Ziel ist es immer, den direkten Kontakt zwischen ungleichen Metallen zu unterbinden oder nur geprüfte und sichere Kombinationen zu verwenden.
1. Materialhomogene Systeme verwenden
Die sicherste Methode ist, für alle Hauptkomponenten dasselbe Material zu nutzen. Eine Unterkonstruktion komplett aus Aluminium (Schienen, Klemmen, Verbinder) oder komplett aus Edelstahl ist ideal, aber aus Kostengründen oder wegen technischer Zwänge nicht immer realisierbar.
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Die gängigste und effektivste Lösung ist die elektrische Trennung der unterschiedlichen Metalle. Hierfür kommen spezielle Zwischenlagen aus nichtleitendem Material zum Einsatz.
- EPDM-Unterlagen: EPDM (Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk) ist ein witterungs- und UV-beständiger Kunststoff, der sich hervorragend als Trennschicht eignet. Eine dünne EPDM-Dichtung zwischen einem Dachhaken aus Edelstahl und der Aluminiumschiene verhindert den direkten Metallkontakt und unterbindet so den Stromfluss – eine kostengünstige und zugleich sehr langlebige Lösung.
- Kunststoff-Isolatoren: Einige Hersteller bieten spezielle Kunststoff-Adapter oder -Unterlegscheiben an, die denselben Zweck erfüllen. Sie werden gezielt an den kritischen Kontaktpunkten eingesetzt.
Praxis-Szenario: Sie montieren Ihre Anlage auf einem Ziegeldach. Der Dachhaken ist aus Edelstahl, die Montageschiene aus Aluminium. Der Installateur legt eine EPDM-Trennplatte zwischen Haken und Schiene, bevor er sie miteinander verschraubt. Damit ist die galvanische Korrosion an dieser Stelle wirksam unterbunden.
3. Verwendung von geprüften und zugelassenen Komponenten
Seriöse Hersteller von Montagesystemen – wie Sie sie beispielsweise auf Photovoltaik.info finden – testen und zertifizieren ihre Komponenten auf Materialverträglichkeit. Die Verwendung von Edelstahlschrauben des Typs A2 in Aluminiumschienen ist beispielsweise ein etablierter Industriestandard. Diese Systeme sind so konzipiert, dass die Korrosion über die Lebensdauer der Anlage kein kritisches Ausmaß erreicht. Achten Sie daher immer auf die Montageanleitungen und Vorgaben des Herstellers.
Das gilt übrigens auch für kleinere Anlagen. Bei der Auswahl einer Balkonkraftwerk-Halterung ist eine hochwertige Materialauswahl ebenso entscheidend, um eine sichere und langlebige Befestigung zu gewährleisten.
Häufig gestellte Fragen (FAQ) zur galvanischen Korrosion
F: Ist Rost das Gleiche wie galvanische Korrosion?
A: Nein. Rost ist die umgangssprachliche Bezeichnung für die Oxidation von Eisen oder Stahl (Eisenoxid). Galvanische Korrosion ist ein spezifischer elektrochemischer Prozess, der immer mindestens zwei unterschiedliche Metalle und einen Elektrolyten erfordert.
F: Mein Installateur hat Edelstahlschrauben in meinen Aluminiumschienen verwendet. Muss ich mir Sorgen machen?
A: In der Regel nicht. Die Verwendung von A2-Edelstahlschrauben in Aluminiumprofilen ist seit Jahren gängige Praxis und gilt als sicher. Die geringe Kontaktfläche und die schützende Oxidschicht des Aluminiums minimieren das Risiko. Fragen Sie im Zweifel nach, ob die Komponenten vom Hersteller für diese Kombination freigegeben sind.
F: Wie erkenne ich galvanische Korrosion an meiner Anlage?
A: Achten Sie auf weiße, pulvrige Ablagerungen an den Kontaktstellen zwischen Aluminium und anderen Metallen. Bei verzinkten Teilen kann sich eine weiße Rostschicht (Zinkoxid) bilden. In fortgeschrittenen Stadien kann das Material sichtbar angefressen und geschwächt sein.
F: Spielt das Klima eine Rolle?
A: Ja, eine sehr große. In trockenen Regionen ist das Risiko deutlich geringer als in Gebieten mit hoher Luftfeuchtigkeit, häufigem Regen oder salzhaltiger Luft (Industrie- und Küstenregionen). In solchen Umgebungen sind Schutzmaßnahmen wie Trennlagen besonders wichtig. Eine Faustregel besagt, dass sich die Korrosionsrate pro 10 °C Temperaturerhöhung etwa verdoppelt.
Fazit: Langlebigkeit beginnt bei der richtigen Materialwahl
Die beste Photovoltaikanlage nützt wenig, wenn die Unterkonstruktion nach 10 oder 15 Jahren Schwachstellen aufweist. Galvanische Korrosion ist ein schleichender Prozess, der die Stabilität und Sicherheit Ihrer Investition untergräbt.
Achten Sie bei der Planung und Installation also darauf, dass entweder materialhomogene Systeme zum Einsatz kommen oder kritische Verbindungen zwischen unterschiedlichen Metallen – wie Edelstahl, Aluminium und verzinktem Stahl – durch geeignete Trennlagen (z. B. EPDM) elektrisch isoliert werden. Vertrauen Sie auf geprüfte Systeme von Qualitätsherstellern und hinterfragen Sie die Materialauswahl kritisch. So stellen Sie sicher, dass nicht nur Ihre Module, sondern auch das Fundament Ihrer Anlage für eine lange und ertragreiche Zukunft gerüstet ist.
Sorgen Sie für eine langlebige und sichere Montage. Die passenden Komponenten, um galvanische Korrosion zu vermeiden, und weitere praxisnahe Informationen finden Sie direkt im Shop von Photovoltaik.info.
