Materialverträglichkeiten Edelstahl-Zink-Alu ?

Neu hier Angemeldet: 03.10.2008 Beiträge: 2

Hallo allerseits,

kennt sich jemand damit aus, wie groß die Korrosionsneigung beim Übergang von einem zum anderen Metall ist?

1. Übergang Edelstahl / verzinkter Stahl (ich vermute: möglicherweise ungünstig?)
2. Übergang verzinkter Stahl / Aluminium (habe ich schon gesehen, aber geht das auf Dauer gut?)
3. Übergang Edelstahl / Aluminium (vermutlich gut?)

Geplant habe ich:

- Dachhaken aus Edelstahl
- Montagegestell aus verzinktem Stahl (z.B. Vierkant-Profile)
- Die Modulrahmen sind aus Aluminium.

Gibt es Korrosionsprobleme wegen der Montage von verzinktem Stahl auf den Edelstahl-Dachhaken?
(Ich kenne von der Wasserinstallation, dass Edelstahl nicht direkt auf verzinkte Fittings folgen soll, sondern dass ein Teil aus Rotguß dazwischen sein soll.) Alternativ könnte ich verzinkte Dachhaken nehmen. Dann würde der Übergang Nr. 1 weg fallen. Wäre das in diesem Fall besser?

Und gibt es Korrosionsprobleme, wenn die Alu-Rahmen der Module auf verzinkten Schienen montiert werden?
Ich könnte zwar für das Gestell auch Alu nehmen (dann würden Nr. 1 und Nr. 2 weg fallen und dafür Nr. 3 auftreten), aber mit verzinktem Stahl denke ich, eine stabilere Konstruktion hin zu bekommen und das ist mir wichtig wegen der Aufständerung an exponierter Stelle (bei Sturm) und wir haben manchmal viel Schnee.

Das Ganze soll lange halten (60 Jahre, besser mehr).

Gibt's schließlich eine Empfehlung für die Schrauben bei den verschiedenen Kombinationen?

Isoliert montieren möchte ich möglichst nicht da die ganze Konstruktion ein niederohmiges "Netz" sein soll, um Induktion durch Blitzeinschlag in der Umgebung abzuschirmen (sozusagen zweidimensionaler Faradayscher Käfig).

Weitere Details für Interessierte:

Inselanlage, die auch auf guten Winterertrag ausgelegt sein soll.
Dachneigung: 22°
Module: BP 585S, 85 Wp, 14 Stück, zusammen gut 1kWp
Batterien: 24V x 1800 Ah, also gut 40 kWh
Wechselrichter: Studer SI2324 Twinpower und evtl. weitere

Anordnung der Module:
aufgeständert über dem Dachfirst (hohe Position mit geringster Verschattung im Winter, gute Hinterlüftung)
Neigung der Module durch die Aufständerung: ca 45°-50° (Kompromiss zwischen Sommer- und Winterertrag)
Höhe Unterkante der Module über dem Dach: ca. 40-50 cm; (Dadurch kann Schnee auf's Dach abrutschen.)
Dachfläche unterhalb der Module wirkt als Reflektor (im Winter Schnee, im Sommer vorhandene, 28 m² indach montierte thermische Solaranlage).
Quermontage von je 7 Stück in 2 Reihen übereinander (bei höherem Schnee schaut wenigstens die obere Reihe heraus)

Konstruktion:
Dachhaken jeweils unter der zweiten Plattenreihe von oben, auf der südlichen und nördlichen Dachhälfte;
Lauter "Dreiecke", jeweils von einem südlichen zu einem nördlichen Haken;
Südliche Schenkel länger (über die Spitze des Dreiecks hinaus gehend);
Auf den südlichen Schenkeln 3 oder 4 durchlaufende horizontale Schienen, auf denen die Module montiert werden.

Vielen Dank schon mal für sachdienliche Hinweise,

Wolfram

Verfasst am: 04.10.2008, 18:27

Hallo Wolfram,

das ist eine recht umfangreiche Frage Wink

Allgemein sind Edelstahlschrauben und Dachhaken aus Edelstahl mit jedem "Partner" kombinierbar und keine Korrosion zu erwarten. (Bei Trinkwasserinstallationen liegt es anders da hier das Wasser die Kontaktkorrosion erheblich fördert und das Flächenverhältnis "edel zu unedel" ungünstig ist (50/50)

Die Kombination Aluminium und verzinkter Stahl ist hingegen nur sehr bedingt dauerhaft. Im laufe der Zeit (bei feuerverzinktem Material viele Jahre) löst sich die Verzinkung auf, das Alu hat dann direkten Kontakt zum darunterliegenden edleren Stahl und korrodiert deutlich. Eine Trennlage ist also hier immer angebracht, unter ungünstigen Bedingungen würde ich auf verzinkten Stahl in der PV-Montage grundsätzlich verzichten (bis auf wenige konstruktionsbedingte Ausnahmen).

Du sprichst die hohen Wind- und Schneelasten an. Dachhaken aus Edelstahl sind mit Abstand die "stabilsten" und von der Lebenserwartung wesentlich besser als verzinktes Material! Willst du also hohe Schneelasten in den Griff bekommen nimm Edelstahlhacken (es gibt speziell geformte Haken für hohe Lasten), und setzte diese in ausreichender Menge. Ein in regelmäßigen, kurzen Abständen besfestigtes Profil kann dann problemlos aus Aluminium gefertigt sein und hält auch starken Belastungen stand. Aluprofile gibt es ebenso für höhere Lasten. Von der Lebenserwartung ist Aluminium besser als verzinktes Material, der einzige Grund auf Stahl zu wechseln währe das mit Alumium-Standardprofilen nicht große Spannweiten überbaut werden können. In der Aufdachmontage tritt dieser Fall idR. nicht auf!

Schrauben immer aus Edelstahl! Alles andere ist nicht beständig.

Die bewährteste Kombination ist also Dachhaken aus Edelstahl, Profile aus Aluminium und sämtliches Verbindungsmaterial aus Edelstahl.

Zitat:

Isoliert montieren möchte ich möglichst nicht da die ganze Konstruktion ein niederohmiges "Netz" sein soll, um Induktion durch Blitzeinschlag in der Umgebung abzuschirmen (sozusagen zweidimensionaler Faradayscher Käfig).

Das verstehe ich nicht. Unabhängig ob irgendwo in der Unterkonstruktion eine Isolierlage dazwischen ist oder nicht, die Induktionswirkung kann man nicht abschirmen.
Über ein Blitzschutzkonzept ( für die PV-Anlage, das darunterliegende Haus und die elektrische Installation und die daran angeschlossene Elektronik) solltest du dir allerdings Gedanken machen.

Zitat:

Konstruktion:
Dachhaken jeweils unter der zweiten Plattenreihe von oben, auf der südlichen und nördlichen Dachhälfte;
Lauter "Dreiecke", jeweils von einem südlichen zu einem nördlichen Haken;
Südliche Schenkel länger (über die Spitze des Dreiecks hinaus gehend);
Auf den südlichen Schenkeln 3 oder 4 durchlaufende horizontale Schienen, auf denen die Module montiert werden.

Liest sich abenteuerlich. Alles was davor steht, habe ich geschrieben bevor ich das hier gelesen habe. Nun muß ich, in deinem sehr speziellen Fall, einiges revidieren. Dein Grundproblem ist meiner Meinung nach nicht Korrosion sondern vielmehr die Konstruktion an sich. Es wird vermulich kaum Profile oder fertige Dreiecksstützen aus Aluminium mit den nötigen Abmessungen und Spannweiten geben. Kannst du uns zum beseren Verständnis eine Handskizze mit Maßen einstellen? Das würde sehr helfen.

In ein paar Tagen, wenn deine Skizze dann vermutlich auch da ist, komme ich wieder und kann dir dann ggf. konkreteres schreiben.

Sonnige Grüße

Alex

Neu hier Angemeldet: 03.10.2008 Beiträge: 2

Danke, Zeichnung ...

Hallo Alex,

danke für die ausführliche und gehaltvolle Antwort.

Alexander Haelbich hat Folgendes geschrieben:

Die Kombination Aluminium und verzinkter Stahl ist hingegen nur sehr bedingt dauerhaft. Im laufe der Zeit (bei feuerverzinktem Material viele Jahre) löst sich die Verzinkung auf, das Alu hat dann direkten Kontakt zum darunterliegenden edleren Stahl und korrodiert deutlich. Eine Trennlage ist also hier immer angebracht, unter ungünstigen Bedingungen würde ich auf verzinkten Stahl in der PV-Montage grundsätzlich verzichten (bis auf wenige konstruktionsbedingte Ausnahmen).

OK, dann werde ich die Module (mit Alu-Rahmen) nicht direkt auf Zink montieren, sondern entweder mit Trennlage oder auf Alu-Schienen. Verzinkter Stahl auf Edelstahl-Dachhaken ist dagegen eher kein Problem. Die beiden Dinge waren mir wichtig zu wissen.

Alexander Haelbich hat Folgendes geschrieben:

Dachhaken aus Edelstahl sind mit Abstand die "stabilsten" ...

Ja stimmt, daran hatte ich noch nicht gedacht, obwohl ich es eigentlich wissen müsste: Der Vorteil von Edelstahl ist hier nicht nur die Korrosionsbeständigkeit, sondern auch die höhere Festigkeit (verglichen mit Baustahl) bei gleichem Querschnitt, denn schließlich hat man zwischen den Dachziegeln nicht viel Platz.

Ursprünglich hatte ich daran gedacht, nicht nur die übrige Konstruktion, sondern auch die Dachhaken aus schwarzem Bandeisen selbst anzufertigen und dann verzinken zu lassen.

Inzwischen habe ich Edelstahl-Dachhaken wie auf dieser Seite bei dachhakenshop.de der fünfte oder sechste in der engeren Wahl.

Alexander Haelbich hat Folgendes geschrieben:

Liest sich abenteuerlich. ... Kannst du uns zum besseren Verständnis eine Handskizze mit Maßen einstellen? Das würde sehr helfen.

Ja, ich hab einfach eine Skizze, die ich schon hatte, noch etwas kräftiger nachgezeichnet, eingescannt und auf den Server geladen. Sie ist sogar etwa maßstäblich: Zwei Kästchen entsprechen 10 cm.

Schnitt durch die geplante Aufständerung des Modulfeldes.
Links im Bild ist Süden, rechts Norden.

Die Querträger sind hier nur als drei kleine Rechtecke zu sehen.
In der hier gezeichneten Variante ging ich davon aus, dass die Querträger breit genug sind, dass auf dem mittleren beide Module angeschraubt werden können. Falls es schmälere Profile sind, werden in der Mitte zwei nebeneinander gebraucht, insgesamt also vier.

Die "Dreieckskonstruktion" darunter und die Dachhaken muß man sich hintereinander bei jedem Sparren vorstellen, also ca. 14 mal auf 8,40 m Länge.
Wahrscheinlich werde ich die nördlichen Schenkel (die "Stützen") etwas steiler stellen, z.B. so wie gestrichelt eingezeichnet.

Günstig wäre, wenn das Ende des Dachhakens senkrecht nach oben zeigen würde. Dafür müsste das Ende der Dreiecksschenkel entsprechend abgewinkelt werden. Dann ließen sich Höhenunterschiede des Daches leicht ausgleichen.
Solche Details, wie die Abwinkelung oder auch die Art der Verschraubung, sowie Diagonalverstrebungen sind in der Zeichnung aber noch nicht dargestellt. Edelstahl-Dachhaken werde ich sowieso nicht anders biegen können, ohne sie mehr zu erhitzen als sie vertragen (?). Also muß ich Höhen- und Winkelunterschiede dann sowieso anders ausgleichen.

Die Anregung, die Konstruktion aus verzinktem Stahl zu machen, habe ich u.a. von der schon etwas älteren Photovoltaikanlage bei der Bergwachthütte am Hochgern. Ich hab sogar ein Bild von der Konstruktion, aufgenommen im Juni 2007. Auf dem Bild erkennt man aber kaum, welch soliden Eindruck die Konstruktion aus der Nähe macht.

Mit Schweißen (autogen), Biegen etc. komme ich gut zurecht und so kann ich das Material leicht an spezielle Gegebenheiten anpassen und es wäre nicht allzu teuer. Vor der endgültigen Montage müsste ich die Einzelteile verzinken lassen, sofern ich nicht bereits verzinkte Profile verwendet habe (z.B. für die Querträger).

Jetzt bin ich hin und her gerissen, ob ich verzinkten Stahl nehme oder doch Alu. Aber jedenfalls weiß ich bezüglich Korrosion, was ich wissen wollte.

Schöne Grüße, Wolfram

(Ich bin jetzt dann eine knappe Woche nicht da.)

Verfasst am: 12.10.2008, 14:35

Hallo
also mein Tipp ist auf gar keinen Fall Alu und verzinktes Material direkt in Verbindung bringen.
Wenn man da was verschrauben muss, immer mit "Isolator" arbeiten.

Alu und Inox geht schon eher.

Ich habe da Erfahrungen und besonders in Küstennähe ist das wichtig.
Wenn die Küste weiter weg ist dauert es länger aber es wird passieren!

Auch hilfreich: die Reparaturhinweise der Automobilhersteller, die viel Alu verwenden (Audi, BMW, Ferrari z.B.)