MechTest – Untersuchung der mechanischen Wind- und Schneelasten an solarthermischen Kollektoren

Charakterisierung mechanischer Lastfälle durch Schnee- und Windlasten an solarthermischen Kollektoren mit ihren Befestigungs- und Montagesystemen

© Fraunhofer ISE

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Neuer mechanischer Belastungspruefstand am Fraunhofer ISE: Fuer die Untersuchung der Stabilitaet und Sicherheit der solarthermischen Kollektoren bei Wind- und Schneelasten ist der Pruefstand in eine Klimakammer eingebettet.

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Abb. 2: Mechanischer Belastungsprüfstand am Fraunhofer ISE: Sichtprüfung der korrekten Ausrichtung der Stempelplatten.

In den letzten Jahren sind in Europa im Bereich von Normung und Zertifizierung zur mechanischen Sicherheit von solarthermischen Anlagen Defizite deutlich geworden. Die mechanischen Anforderungen der einschlägigen Prüfnormen sind teilweise unrealistisch und Befestigungs- und Montagesysteme bleiben bisher unberücksichtigt. Hersteller sind dadurch gezwungen eigene Untersuchungen zum Nachweis der mechanischen Sicherheit an ihren Produkten durchzuführen.

Um die Situation zu analysieren und Lösungen zu erarbeiten wurde das Projekt »MechTest« initiiert (gefördert durch das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU)). Ziel des Projektvorhabens war die mechanischen Lastfälle durch Schnee- und Windlasten an solarthermischen Kollektoren mit ihren Befestigungs- und Montagesystemen zu charakterisieren. Neben einer Analyse der Schadensfälle und Schadensursachen, dem Aufbau eines neuen Belastungsprüfstands wurden eine Vielzahl an Prüfreihen teilweise bei unterschiedlichen Temperaturen sowie zwei Feldtests an Extremstandorten durchgeführt und ausgewertet. Ein wesentliches Ergebnis des Projektvorhabens sind neue Prüfverfahren, die eine Prüfung des Gesamtsystems von Solarthermiekollektor mit Befestigungs- und Montagesystem unter realistischen Lastfällen ermöglichen.

Die Prüfungen haben dabei gezeigt, dass häufig die Befestigungs- und Montagesysteme die Schwachstelle des Gesamtsystems darstellen was sich gut mit dem Ergebnis der Untersuchung der Schadensfälle und Schadensursachen deckt. Klar wurde dabei auch, dass die Schwachstellen bzw. Belastungsgrenzen durch empirische Versuche des Gesamtsystems im Originalaufbau sehr gut identifiziert werden können.

Die Ergebnisse wurden weiterhin vor dem Hintergrund der vorhandenen Normen und im Hinblick auf eine breite Anwendung der neuen Prüfverfahren zur Senkung von Prüfkosten und Zeitaufwand diskutiert.

Weiterführende Infos im Abschlussbericht MechTest [ PDF  3,74 MB ]