Bei der Auswahl von Photovoltaikmodulen für schneereiche Regionen wie die Alpen reicht es nicht aus, allein auf die Angabe „5400 Pa“ oder die Rahmenhöhe von 30 mm bzw. 35 mm zu achten. Zunächst sollte die projektspezifische Schneelast nach EN 1991-1-3 (Eurocode 1) und dem jeweiligen nationalen Anhang ermittelt werden. Anschließend ist zu prüfen, welche Bemessungslast das Modul bei der vorgesehenen Montageart aufnehmen darf. Die Rahmenhöhe beeinflusst zwar die Steifigkeit, doch auch der Glasaufbau, die Modulabmessungen, die Position der Klemmen und die Anordnung der Montageschienen wirken sich auf das mechanische Verhalten aus. Die zweite Eurocode-Generation berücksichtigt ausdrücklich Schneelastszenarien auf Flachdächern mit geneigt montierten Solarmodulen. Auch der Leitfaden von Swissolar für alpine Photovoltaikanlagen nennt Schneelasten, Rahmensteifigkeit, Modulabmessungen und Befestigungspunkte als wichtige Faktoren für die mechanische Auslegung in Höhenlagen.
Inhaltsverzeichnis
1. Was bedeuten 5400 Pa eigentlich?
2. Warum reicht die Angabe 5400 Pa bei Projekten in den Alpen nicht aus?
3. Worin unterscheiden sich 30-mm- und 35-mm-Modulrahmen?
4. Warum sind Glasaufbau und Modulabmessungen ebenso wichtig?
5. Warum beeinflussen Klemmbereiche und Montageschienen die zulässige Belastung?
6. Wann können 5400 Pa trotzdem nicht ausreichen?Checkliste für EPC-Unternehmen: PV-Modulauswahl bei hohen Schneelasten
1. Was bedeuten 5400 Pa eigentlich?
Die Angabe 5400 Pa findet sich häufig bei den mechanischen Belastungsprüfungen von PV-Modulen. Sie beschreibt jedoch zunächst ein Prüfergebnis unter definierten Prüf- und Montagebedingungen und darf nicht unmittelbar mit der am Projektstandort zulässigen Schneelast gleichgesetzt werden.
Die Prüfung der statischen mechanischen Belastbarkeit (MQT 16) nach IEC 61215-2 dient der Überprüfung der vom Hersteller angegebenen Bemessungslast des Moduls. Dabei ist grundsätzlich zu unterscheiden: [1]
Design Load (Bemessungslast) ≠ Test Load (Prüflast)
Wird beispielsweise ein Sicherheitsfaktor von 1,5 angesetzt, entspricht eine Bemessungslast von 3600 Pa einer Prüflast von 5400 Pa. EPC-Unternehmen sollten deshalb in Produktunterlagen nicht nur nach „5400 Pa“ suchen, sondern zusätzlich Folgendes prüfen:
Zulässige Bemessungslast des Moduls + zugehörige Montageart + Position der Modulklemmen.
IEC 61215 ist eine Normenreihe zur Bauarteignungsprüfung und Typzulassung von PV-Modulen. Die IEC weist ausdrücklich darauf hin, dass sich aus den Prüfergebnissen keine quantitative Prognose der tatsächlichen Nutzungsdauer eines Moduls ableiten lässt. [2]
Bei Dächern mit geringer Tragfähigkeit muss die mechanische Belastbarkeit der Module zudem gemeinsam mit der Tragfähigkeit der Dachkonstruktion bewertet werden. Weitere Auswahlkriterien erläutert der Beitrag „Photovoltaik auf Dächern mit geringer Traglast: Welche Module eignen sich?“
2. Warum reicht die Angabe 5400 Pa bei Projekten in den Alpen nicht aus?
Projekte mit hohen Schneelasten erfordern in erster Linie eine sorgfältige Tragwerksplanung – nicht nur die Auswahl eines Moduls anhand einzelner Datenblattwerte.
Nach EN 1991-1-3 ist die Schneelast auf Dächern anhand der örtlichen charakteristischen Schneelast sowie der jeweiligen Dach- und Standortbedingungen zu bestimmen. Bei Dächern mit geneigten PV-Modulreihen müssen zudem eine mögliche Umverteilung des Schnees und ungleichmäßige Belastungen berücksichtigt werden. [3]
Gerade bei Projekten in den Alpen sind diese Faktoren entscheidend. Der Swissolar-Leitfaden „Guide sur les centrales photovoltaïques alpines“ aus dem Jahr 2025 nennt insbesondere folgende Einflussgrößen für die Modulauswahl:
- Statische mechanische Belastungen durch Schnee;
- Dynamische Belastungen durch Winddruck und Windsog;
- Erhöhte UV-Belastung;
- Starke Temperaturschwankungen.
Daher muss die für den jeweiligen Standort berechnete Lastanforderung maßgeblich sein – nicht allein die Angabe „5400 Pa“ im Moduldatenblatt.
3. Worin unterscheiden sich 30-mm- und 35-mm-Modulrahmen?
Bei vergleichbarem Material, ähnlicher Wandstärke und vergleichbarer Querschnittsgeometrie kann ein höheres Rahmenprofil im Allgemeinen eine größere Biegesteifigkeit aufweisen. Ein 35-mm-Rahmen kann daher theoretisch mehr konstruktiven Spielraum bieten.
Daraus lässt sich jedoch nicht pauschal ableiten:
35 mm = für hohe Schneelasten geeignet
30 mm = nur für geringe Schneelasten geeignet
Die mechanische Belastbarkeit eines Moduls hängt auch von folgenden Merkmalen ab:
- Querschnittsform und Wandstärke des Aluminiumrahmens;
- Verwendete Aluminiumlegierung;
- Länge und Breite des Moduls;
- Glasdicke;
- Glas-Glas- oder Glas-Folie-Aufbau;
- Verbindung zwischen Rahmen und Glas;
- Stützweite der Montagekonstruktion.
Der Swissolar-Leitfaden für alpine Photovoltaikanlagen betont ebenfalls den Einfluss von Materialien, Modulabmessungen und Rahmensteifigkeit. Er weist insbesondere darauf hin, dass ein höherer Modulrahmen die Steifigkeit erhöhen kann, während größere Modulabmessungen die mechanische Belastbarkeit beeinträchtigen können. [4]
EPC-Unternehmen sollten die Rahmenhöhe von 30 mm bzw. 35 mm daher als konstruktives Merkmal betrachten – nicht als alleinigen Nachweis der Schneelastbeständigkeit.
4. Warum sind Glasaufbau und Modulabmessungen ebenso wichtig?
Schneedruck wirkt nicht ausschließlich auf den Aluminiumrahmen. Die Belastung wird über Glas, Einkapselungsmaterial, Solarzellen und Rahmen in die Unterkonstruktion weitergeleitet.
Fraunhofer ISE zeigt in Untersuchungen zum thermomechanischen Verhalten von PV-Modulen, dass Modulabmessungen, Werkstoffe und Materialdicken die mechanischen Spannungen und die Durchbiegung beeinflussen. Die betrachteten mechanischen Belastungsszenarien reichen von 2400 Pa Zugbelastung bis 5400 Pa Druckbelastung. [5]
Bei großen Stützweiten oder ungünstig angeordneten Auflagepunkten kann sich die Durchbiegung in der Modulmitte erhöhen. Übermäßige mechanische Spannungen können außerdem Mikrorisse in Solarzellen hervorrufen. Diese sind mit bloßem Auge meist nicht erkennbar und können zur Bildung inaktiver Zellbereiche oder zu Leistungseinbußen führen. Studien zeigen, dass Wind- und Schneelasten sowie Temperaturwechsel die Entstehung und Ausbreitung von Rissen in kristallinen Siliziumsolarzellen begünstigen können.
Bei Projekten in schneereichen Regionen sollte daher auch das Risiko von Mikrorissen berücksichtigt werden. Weitere Informationen zu Entstehung, Erkennung und Vorbeugung bietet der Beitrag „Mikrorisse auf Solarmodulen: Inspektions- und Präventionsleitfaden“.
5. Warum beeinflussen Klemmbereiche und Montageschienen die zulässige Belastung?
Bei Projekten mit hohen Schneelasten kann die Montageart wichtiger sein als eine bloße Erhöhung der Rahmenhöhe.
Die Position der Modulklemmen bestimmt die Auflagerpunkte des Moduls. Werden Klemmen näher an die Modulecken gesetzt, vergrößert sich die Stützweite oder ändert sich die Einbaurichtung, kann sich auch die Lage der maximalen Verformung von Rahmen und Glas verändern.
Deshalb sollten insbesondere folgende Punkte geprüft werden:
- Liegen die Modulklemmen innerhalb der vorgeschriebenen Klemmbereiche (Clamp Zones)?
- Entspricht die Klemmenlänge den Herstellervorgaben?
- Wie groß ist der Abstand zwischen den beiden Montageschienen?
- Wie sind die Montageschienen zu den langen bzw. kurzen Modulseiten ausgerichtet?
- Ist eine dritte Montageschiene erforderlich?
- Erfolgt die Befestigung mit Modulklemmen oder über Montagebohrungen?
Auch Swissolar betont, dass die Montageart sowie Anzahl und Position der Befestigungspunkte die mechanische Belastbarkeit eines Moduls beeinflussen. Hersteller sollten deshalb die zulässigen Lasten für die jeweiligen Montagevarianten angeben.
Eine dritte Montageschiene verändert vor allem den Lastabtrag und verkürzt in bestimmten Bereichen die wirksame Stützweite. So lässt sich die Durchbiegung gegebenenfalls reduzieren. Ob drei Schienen erforderlich oder zulässig sind, muss jedoch anhand der Montageanleitung für das jeweilige Modulmodell und der projektspezifischen statischen Berechnung entschieden werden.
Für die zulässigen Lasten und Montagevarianten von Maysun-Solar-Modulen ist stets die Montageanleitung des jeweiligen Modells maßgeblich.
6. Wann können 5400 Pa trotzdem nicht ausreichen?
„5400 Pa“ ist kein allgemeingültiger Grenzwert für sämtliche Projekte in schneereichen Regionen.
In den folgenden Fällen ist eine genauere statische Prüfung erforderlich:
- Standorte in großer Höhenlage oder mit hoher charakteristischer Schneelast;
- Schneeverwehungen an Dachfirsten, Attiken oder in der Nähe technischer Aufbauten;
- Lokal deutlich höhere Schneeanhäufungen als im übrigen Dachbereich;
- Veränderte Schneeverteilung durch geneigt montierte Modulreihen;
- Großformatige Module mit großen Stützweiten;
- Höhere Anforderungen aus dem nationalen Anhang oder der statischen Berechnung.
Gehen die Projektanforderungen über übliche Montagebedingungen hinaus, reicht es daher nicht, einfach ein Modul mit einer höheren Pa-Angabe auszuwählen. Stattdessen muss die gesamte Auslegungskette erneut geprüft werden:
Projektspezifische Bemessungslast → zulässige Modul-Bemessungslast → Montageart → Unterkonstruktion und Dachtragwerk.
Bei Projekten, die zusätzlich starkem Wind, Hagel oder großen Temperaturunterschieden ausgesetzt sind, bietet der Beitrag „Strukturelle Risiken und Komponentenanpassung bei PV-Projekten unter Extremwetterbedingungen“ weitere Hinweise zur Modul- und Systemauswahl.
7. Checkliste für EPC-Unternehmen: PV-Modulauswahl bei hohen Schneelasten
Fazit: Hohe Schneelasten erfordern eine abgestimmte Systemauslegung
In schneereichen Regionen wie den Alpen lässt sich die Eignung eines PV-Moduls nicht allein anhand von 5400 Pa oder einer Rahmenhöhe von 30 mm bzw. 35 mm beurteilen.
Ein 35-mm-Rahmen kann eine höhere Steifigkeit bieten. Die tatsächlich zulässige Belastung hängt jedoch ebenso vom Glasaufbau, den Modulabmessungen, den Klemmbereichen, der Position der Montageschienen und der gewählten Montageart ab.
Für EPC-Unternehmen ist deshalb folgende Vorgehensweise besonders zuverlässig:
Örtliche Schneelastberechnung → Modul-Bemessungslast → Modulaufbau → Montageart → Nachweis der Unterkonstruktion und des Dachtragwerks.
Erst wenn diese Faktoren aufeinander abgestimmt sind, lassen sich Angaben zur mechanischen Belastbarkeit sinnvoll für ein konkretes Projekt nutzen.
FAQ
1. Was bedeutet 5400 Pa Schneelast bei Solarmodulen?
5400 Pa bezeichnet häufig die mechanische Prüflast eines Solarmoduls unter definierten Test- und Montagebedingungen. Dabei muss zwischen Prüflast (Test Load) und Auslegungslast (Design Load) unterschieden werden. Bei einem Sicherheitsfaktor von 1,5 entsprechen 5400 Pa Prüflast beispielsweise 3600 Pa Auslegungslast. Entscheidend sind die Herstellerangaben und die zulässige Montageart.
2. Sind Solarmodule mit 35 mm Rahmen besser für hohe Schneelasten geeignet als 30-mm-Module?
Ein 35 mm hoher Aluminiumrahmen kann bei vergleichbarer Konstruktion eine höhere Biegesteifigkeit bieten. Allerdings bedeutet ein höherer Rahmen nicht automatisch eine höhere zulässige Schneelast. Auch Glasdicke, Modulgröße, Rahmenprofil, Materialeigenschaften und die Position der Befestigungspunkte beeinflussen die mechanische Belastbarkeit.
3. Reichen 5400 Pa Schneelast für Photovoltaikanlagen in den Alpen aus?
Nicht unbedingt. Ob 5400 Pa ausreichen, hängt von der örtlichen Schneelast, der Höhenlage, der Dachgeometrie und der Montagekonstruktion ab. Besonders in alpinen Regionen können Schneeansammlungen und ungleichmäßige Lastverteilungen auftreten. Deshalb muss die erforderliche Schneelast nach EN 1991-1-3 und dem jeweiligen nationalen Anhang projektspezifisch ermittelt werden.
4. Wie beeinflussen Modulklemmen und Montageschienen die Schneelastbeständigkeit?
Die Position der Modulklemmen und der Abstand zwischen den Montageschienen bestimmen, wie mechanische Belastungen auf das Solarmodul übertragen werden. Zu große Spannweiten oder falsch platzierte Klemmen können die Durchbiegung erhöhen. Eine zusätzliche dritte Montageschiene kann die Lastverteilung verbessern, sofern diese Montageart vom Hersteller zugelassen ist.
5. Können hohe Schneelasten Mikrorisse in Solarmodulen verursachen?
Ja. Hohe mechanische Belastungen können Spannungen in den Solarzellen erzeugen und die Entstehung oder Ausbreitung von Mikrorissen begünstigen. Diese sind häufig mit bloßem Auge nicht sichtbar und können langfristig die Modulleistung beeinträchtigen. Eine geeignete Modulauswahl, korrekte Befestigung und die Einhaltung der zulässigen Auslegungslasten helfen, dieses Risiko zu reduzieren.
Fachliche Quellen und Referenzen
1. International Electrotechnical Commission (IEC). https://webstore.iec.ch/en/publication/61350.
2. International Electrotechnical Commission (IEC). https://webstore.iec.ch/en/publication/61345.
3. Europäische Kommission, Gemeinsame Forschungsstelle (JRC). https://eurocodes.jrc.ec.europa.eu/sites/default/files/2025-08/2025_2G-Eurocodes-Workshop_EN 1991_MStacy_website_0.pdf.
4. Swissolar / SuisseEnergie / Bundesamt für Energie (BFE). https://www.swissolar.ch/01_wissen/fachwissen/photovoltaik/leitfaeden/guide-sur-les-centrales-photovoltaiques-alpines.pdf.
5. Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE. https://www.ise.fraunhofer.de/en/simulations/thermo-mechanical-simulations.html.
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