Solarmodule auf einem Dach zu installieren, ist bekanntlich kein Hexenwerk. Einerseits. Andererseits ist die Montage arbeitsintensiv. Lässt sie sich auch effizienter bewerkstelligen, ergo kostengünstiger? Im Studiengang Bauingenieurwesen haben sie eine Idee, wie das gehen könnte. Bis 2027 forschen Prof. Dr. Andreas Heuer und seine wissenschaftlichen Mitarbeiter Constantin Sommer und Berkan Ahmet Arukaslan dazu im Projekt „PVunidirekt“. Praxispartner an ihrer Seite sind das brandenburgische Metallbau-Unternehmen Glawion und die ebenfalls in Brandenburg ansässige ST Dachbau. Gefördert werden die Beteiligten aus dem Zentralen Innovationsprogramm Mittelstand des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie, unterstützt von der Allianz für Industrie und Forschung.

Die Idee entstand, als ein HTW-Kollege Photovoltaik auf seinem Haus installieren ließ. Wie in solchen Fällen üblich, wurden die Dachziegel abgenommen, um die Unterkonstruktion für die Solarmodule mit Haken an den Dachsparren befestigen zu können. „Dafür brauchen zwei Monteure im Schnitt einen Tag, selbst wenn sie kein Gerüst aufstellen, sondern aufs Dach klettern“, sagt Prof. Dr. Heuer. Oft müssen die Dachpfannen danach noch von Hand angepasst werden. Lässt sich die Montage vereinfachen, wenn man die Dachziegel gar nicht erst abnimmt, sondern sie direkt durchbohrt? Und durch die Löcher Spezialschrauben in die Dachsparren einbringt, an denen sich die Haken für die spätere Unterkonstruktion der Solarmodule befestigen lassen? Das ist die Überlegung des Ingenieurwissenschaftlers. Sie gab dem Forschungsprojekt seinen Namen: PVunidirekt. „uni“ steht dabei für universell, denn das Ziel ist die Entwicklung eines universelles Montagesystems für Photovoltaik (PV). 

Für das zweijährige Projekt hat sich Prof. Dr. Heuer tatkräftige Unterstützung gesucht, und zwar in Gestalt von Constantin Sommer und Berkan Ahmet Arukaslan. Beide haben an der HTW Berlin Bauingenieurwesen studiert und stiegen nach dem Master-Abschluss richtig gerne als wissenschaftliche Mitarbeiter in die Forschung ein. „In Forschungsprojekten lernt man noch einmal enorm viel dazu“, findet Berkan Ahmet Arukaslan. Constantin Sommer schätzt zudem den einfachen Zugang zu Wissen. „Das reicht von der neuesten Literatur in der Hochschulbibliothek über aktuelle Software-Programme bis zu allen Normen, die wir als Bauingenieure brauchen“. 

Das Ingenieurstrio will gemeinsam mit den Kooperationspartnern im Projekt gleich mehrere Herausforderungen meistern. Es gilt, ein neues Bohr- und Montagegerät zu entwickeln, das die Ziegel trotz Dachschräge absolut gerade durchbohrt und exakt auf den darunter liegenden Dachsparren trifft, in den die Spezialschrauben und Verstärkungshülsen für die Haken der späteren Unterkonstruktion eingebracht werden. „Das darf aber die Statik nicht beeinträchtigen“, erklärt Constantin Sommer. Die Lasten müssen weiterhin gut über das Dach verteilt sein. Zum anderen darf durch die beim Bohren entstandenen Löcher unter keinen Umständen Wasser in das Dach eindringen. „Wir wollen deshalb ein Abdichtungsverfahren entwickeln und passende Dichtungsmaterialien identifizieren“, wirft Berkan Ahmet Arukaslan einen Blick in die Zukunft. 

All dies werden sie nicht einfach nur berechnen, sondern im Labor für Tragewerksplanung des Studiengangs realitätsnah testen. „Berechnungen allein wären zu aufwändig, vor allem aber nicht hinreichend verlässlich“, erklärt Berkan Ahmet Arukaslan. Der Prüfstand wird nach präzisen Zeichnungen der beiden jungen Wissenschaftler derzeit aufgebaut, die maßgeschneiderten Bauteile stellen die Praxispartner bereit. Aber auch ihr handwerkliches und fachliches Know-how ist für das Projekt von großer Bedeutung. Jeder Partner hat seinen eigenen Anteil, weshalb auch alle Beteiligten Fördermittel erhalten. Das ist so üblich bei Projekten des Zentralen Innovationsprogramms Mittelstand (ZIM). 

Mit den Maßen von 1,60 X 2,60 Metern ist der Prüfstand überschaubar groß. Doch diese Dimensionen genügen für sämtliche geplanten Experimente. Es wird Bohrversuche und Belastungsversuche geben, das Team wird Dachziegel aus unterschiedlichen Materialien einsetzen und natürlich mit verschiedenen Dachneigungen arbeiten. Den Zwischenbericht erwartet der Fördermittelgeber im Sommer 2026. 

„Bei allen Dachpfannen wird das Bohren vermutlich nicht funktionieren“, schätzt Prof. Dr. Heuer. Vor allem sehr spröde Materialien könnten Probleme bereiten. Ohnedies weiß keiner der Projektbeteiligten, wie gut die Versuche klappen werden und ob sich die mit großer Sorgfalt angestellten technischen Überlegungen tatsächlich realisieren lassen. „Ohne Risiko kein Forschungsprojekt“, lächelt der erfahrene HTW-Ingenieurwissenschaftler, der schon viele Projekte initiiert hat. Deshalb muss jedem Antrag eine Risikoanalyse beigefügt werden. 

Hinreichend interessant müssen die Perspektiven in einem Forschungsprojekt natürlich schon sein, andernfalls fließen keine Fördermittel. Genau das ist im Projekt „PVunidirekt“ der Fall. Die angedachte Innovation könnte die Montage von PV-Anlagen beschleunigen und dadurch nicht nur neues Umsatzpotenzial für Unternehmen erschließen, sondern auch den Ausbau der Photovoltaik deutlich steigern. Mit Blick auf die Energiewende kann man den Beteiligten nur viel Erfolg wünschen.