Als Folge der politisch gewünschten Energiewende werden immer öfter Solarpanels an Absturzsicherungen von Balkonen montiert oder als Absturzsicherungen eingesetzt. Man nennt diese Anlagen „Balkonkraftwerke“.

In Neuentwicklung befinden sich zurzeit auch Geländer mit integrierten und/oder lastabtragenden Photovoltaikelementen. Auch auf Dachflächen kommen Solaranlagen zum Einsatz. Balkonkraftwerke sind kleine Photovoltaikanlagen, die auf dem Balkon oder der Terrasse installiert werden können. Sie bestehen aus Solarmodulen, einem Wechselrichter und einer Einspeisevorrichtung. Balkonkraftwerke ermöglichen es Verbrauchern, ihren eigenen Strom zu erzeugen und teilweise ins öffentliche Stromnetz einzuspeisen. Mehr Information zur Arbeitsweise zeigt der Artikel „Solarboom – Nicht ohne Metallbau“ von Michael Fandrich in M&T 12.2023.

Die Windbelastung spielt bei Balkonkraftwerken eine wichtige Rolle, sowohl für die Solarpanels selbst als auch für die Geländer, an die sie montiert werden. Daher müssen Balkonkraftwerke, deren Verankerung und die tragende Konstruktion entsprechend den örtlichen Windverhältnissen ausgelegt werden. Bei der Planung und Installation von Balkonkraftwerken ist es wichtig, die örtlichen Bauvorschriften und Windlasten zu berücksichtigen. In einigen Fällen kann es erforderlich sein, eine Genehmigung einzuholen und einen Tragwerksplaner hinzuziehen, der die Tragfähigkeit und Stabilität der tragenden Unterkonstruktion überprüft.

Das DIBt hat eine überarbeitete Version der Informationen zu Photovoltaik-Modulen vom 19. April 2023 herausgebracht. Insbesondere finden Sie dort nun auch Hinweise zu sogenannten „Balkonkraftwerken“. Gemäß Landesbauordnungen sind bauliche Anlagen unter anderem standsicher auszuführen und müssen den Anforderungen des Brandschutzes genügen.

Auch an PV-Module werden bauaufsichtliche Anforderungen gestellt, siehe dazu MVV TB, B 3.2.1.25 bis B 3.2.1.27. Aus den Bestimmungen ergibt sich zunächst, dass folgende Module ohne Verwendbarkeitsnachweis in Bezug auf die Standsicherheit verwendet werden können:
· PV‑Module mit mechanisch gehaltenen Glasdeckflächen und einer maximalen Einzelmodulfläche bis 2,0 Quadratmeter bei Verwendung im Dachbereich mit einem Neigungswinkel ≤ 75 Grad,
· PV‑Module ohne Glasdeckflächen bei Verwendung im Dachbereich,
· PV‑Module mit mechanisch gehaltenen Glasdeckflächen und einer maximalen Einzelmodulfläche bis 2,0 Quadratmeter bei Verwendung in gebäudeunabhängigen Solaranlagen im öffentlich unzugänglichen Bereich.

Für die Zukunft schlägt das DIBt vor, die maximale Einzelmodulfläche, bis zu der PV-Module mit mechanisch gehaltenen Glasdeckflächen im Dachbereich ohne Verwendbarkeitsnachweis verwendet werden dürfen, von 2,0 Quadratmeter auf 3,0 Quadratmeter anzuheben.

Was gilt nun für PV-Module, die nicht unter die oben genannten Beschreibungen passen, zum Beispiel solche, die bei Verwendung im Dachbereich größer als 2,0 Quadratmeter sind oder für Solarpanels bei Balkonanlagen?

Generell müssen alle PV-Module ausreichend fest und standsicher sein. Diese Standsicherheit kann in einigen wenigen Fällen, zum Beispiel bei PV-Modulen aus Glas, nach den Vorgaben der DIN 18008 nachgewiesen werden. Wenn dies nicht der Fall ist, ist ein Standsicherheitsnachweis erforderlich.

Lässt sich anhand der Technischen Baubestimmungen nicht abschließend feststellen, ob ein Bauprodukt sicher verwendbar ist, muss dies über einen bauaufsichtlichen Verwendbarkeitsnachweis nachgewiesen werden (abZ, ZiE; abP).

Sonderfall Balkonkraftwerke

Sogenannte „Balkonkraftwerke“ bestehen aus PV-Modulen, Wechselrichter, Kabel mit Stecker und werden über eine Steckdose an den Verbraucherstromkreis angeschlossen. Diese Anlagen sind nicht fest mit dem Stromkreis verbunden. Bei „Balkonkraftwerken“ kann die Verbindung zur baulichen Anlage durch das einfache Ziehen des Steckers wieder gelöst werden und die Anlage ohne großen Aufwand abmontiert werden. Da in diesem Fall die PV-Module nicht dauerhaft in die bauliche Anlage eingebaut werden, sind sie keine Bauprodukte im Sinne des § 2 Abs. 10 Nr. 1 MBO. Bauteile der baulichen Anlage, an denen „Balkonkraftwerke“ angeordnet werden, müssen dafür geeignet sein (Aufnahme von Windlasten unter anderem). Der größte Anteil der montierten Balkonkraftwerke werden bei Bestandsbauten vor die Balkongeländer montiert und sind kein Bestandteil der tragenden Geländerkonstruktion. In diesem Fall werden gegenüber dem Planungszustand bei der Errichtung der Geländer Zusatzbeanspruchungen für die lastabtragende Geländerkonstruktion aufgebracht. Die ständige Last wird erhöht. Die Solarpanels haben meistens eine Abmessung von 1,0 x 1,70 Meter. Die Panels werden vollflächig durch Winddruck und/oder Windsog beansprucht. Bei Füllstabgeländern gibt es eine nicht zu vernachlässigende Zusatzbeanspruchung.

Haben die PV-Module jedoch selbst eine Funktion für die bauliche Anlage, zum Beispiel die Funktion der Absturzsicherung, sind sie Teil der baulichen Anlage und damit Bauprodukt im Sinne des § 2 Abs. 10 Nr. 1 MBO.

1. Photovoltaikelemente als „Glasgeländer“: Dabei handelt es sich eindeutig um Bauprodukte im Sinne der Landesbauordnungen.

Es gibt zwei Möglichkeiten der Ausführung:

1.1  Anstatt einer Füllung aus VSG (Kategorie C1 Geländer nach DIN 18008-4) werden Solarpanels angeordnet. Bei einem Glasgeländer der Kategorie C1 werden die nach DIN EN 1991-1-1/NA, Tab. 12.DE abzutragenden horizontalen Nutzlasten über einer Metallkonstruktion (Holm, Pfosten, Verankerung) abgetragen. Die Verglasung dient als Füllung und muss somit eine nachgewiesene Stoßsicherheit haben. Setzt man nun Solarpanels anstatt einer normalen VSG-Verglasung ein, so kann die Eigenschaft „Erforderliche Geländerfüllung“ und Energiegewinnung durch ein Bauteil gleichzeitig erbracht werden.

1.2   Bei Ganzglasgeländern (Kategorie B nach DIN 18008-4) werden die horizontalen Nutzlasten und die Windlasten direkt über Plattenbiegung ohne weitere tragende Pfosten in ein Einspannprofil (Abb. 4) geleitet. Auch dafür gibt es bereits Systeme, die auf dem deutschen Markt verbaut werden.

Das in den Abbildungen 3 und 4 dargestellte Ganzglasgeländer ist mit 40 laufender Meter an einem Betriebsgelände verbaut.

Bei dem System können die Verkabelung und der Stecker der Module im Einspannprofil verbaut werden. Verbaut wurde nach Angaben der Fa. Bohle AG Photovoltaik-VSG von Pilkington innen mit Sunplus BIPV aus monokristallinem Silicium aus 2 x Optiwhite, Aufbaudicke: 17,8 Millimeter. Der Vorteil von PV-VSG ist die Stromproduktion von beiden Seiten der Gläser, anders als bei handelsüblichen PV-Modulen. Die verbaute Anlage hat eine Leistung von 8 Kilowatt bei einer Fläche von circa 50 Quadratmeter (Höhe 120 Zentimeter).

2. Photovoltaikelemente werden von Metallbauern vor Lochblechen oder anderen stoßsicheren Füllungen durch Klebungen oder mechanische Verbindungen angeordnet. Die Füllungen werden klassisch an Pfosten und/oder Holm angeschlossen. Der statische Lastabtrag erfolgt über Holm, Pfosten und Verankerung. Im Hinblick auf statische Erfordernisse und die Stoßsicherheit ist diese Art der Konstruktion eher unproblematisch. Die bauaufsichtlich eingeführte ETB-Richtlinie „Bauteile, die gegen Absturz sichern“ ist dabei zu beachten.
Im Gegensatz zu vorgehängten „Balkonkraftwerken“ sind die Solarpaneele nun fest mit der baulichen Anlage verbunden, ihr Bestandteil und damit Bauprodukt. Ein bauaufsichtlicher Verwendbarkeitsnachweis könnte erforderlich sein (abZ, ZiE; abP). Hier ist sicher auch der Aufbau der Solarelemente von Bedeutung. Besteht die Schutzschicht der Photovoltaikelemente aus Glas, sollten die Bedingungen der DIN 18008-2 für Vertikalverglasungen, insbesondere bei einer Anordnung über Verkehrswegen, und DIN 18008-4, eingehalten werden.