Stahlqualität in Solarenergieanlagen: Welcher Stahl sichert Ihre 25-jährige Investition?

Sie führen Berechnungen über einen 25-jährigen Lebenszyklus durch. Ihre ROI-Tabelle ist erstellt, die Angebote der Lieferanten wurden verglichen. Doch eine Variable wird von den meisten Investoren in der Angebotsphase übersehen: die Stahlsorte für Ihr Montagesystem. Diese “unsichtbare Entscheidung” könnte 25 Jahre später sehr konkrete Folgen haben.

Stahlklassifizierung: Was bedeutet der S-Code?

Bei Baustahl steht der Buchstabe “S” für “Baustahl”. Die daneben stehende Zahl gibt die Streckgrenze des Stahls in Megapascal (MPa) an. Dieser Wert repräsentiert die maximale Belastung, die der Stahl ohne bleibende Verformung aushält.

Die Klassifizierungen und Anwendungsbereiche von Solarenergie-Montagesystemen lassen sich wie folgt zusammenfassen:

• S235 (235 MPa) — Ein gängiger Baustoff. Preiswert und weit verbreitet; allerdings weist er in Solarenergieprojekten erhebliche Einschränkungen auf.
• S355 (355 MPa) — Der Maßstab im Solarenergiesektor. Ausgewogenes Kosten-Nutzen-Verhältnis.
• S420 (420 MPa) — Hohe Festigkeit. Stärkere Struktur bei dünnerem Profil.
• S450 (450 MPa) — Für Systeme mit großen Spannweiten und hoher Belastung. Bevorzugt bei großflächigen Landprojekten.
• S500–S690 — Extrem hohe Festigkeit. Für Brückenbau und spezielle industrielle Anwendungen; in Montagesystemen für Solaranlagen findet es keine praktische Anwendung.

Der optimale Montagebereich für Solaranlagen liegt bei S355–S450.

S235: Warum ist es verbreitet, warum ist es riskant?

S235 ist ein klassischer Baustahl, der seit Jahrzehnten in der Bauindustrie eingesetzt wird. Er ist kostengünstig und gut verfügbar. Allerdings weist er in Solarenergieprojekten einige wesentliche Einschränkungen auf.

Erstens ist aufgrund der geringen Streckgrenze ein dickeres Profil erforderlich, um die gleiche Last aufzunehmen. Dieses zusätzliche Gewicht erhöht den Druck auf die statischen Berechnungen, insbesondere bei Dachprojekten.

Zweitens weist S235 eine begrenzte Tieftemperaturzähigkeit auf. Unter winterlichen Bedingungen, insbesondere in kalten Klimazonen, steigt das Risiko von Materialermüdungsrissen. Dies ist ein wesentlicher Faktor in einem System, das 25 Jahre lang Windlasten ausgesetzt ist.

Drittens, Korrosionsschutz: Obwohl die traditionelle Feuerverzinkung (HDG) in der Branche noch weit verbreitet ist, bietet sie möglicherweise keinen ausreichenden Schutz für Solarkraftwerke mit einer erwarteten Lebensdauer von 25 Jahren. Die Leistungsfähigkeit von HDG-Beschichtungen wird insbesondere durch Schnittkanten, Kratzer bei der Montage und aggressive Umgebungsbedingungen eingeschränkt. Daher werden Beschichtungstechnologien der neuen Generation – Zink-Aluminium-Magnesium-Legierungen wie Magnelis® (ZM) – zunehmend bevorzugt.

S355 / S350GD: Referenzklasse für Solarkraftwerke

S355 bietet eine um 51 % höhere Streckgrenze als S235. Konkret bedeutet dies, dass Sie mit demselben Profilquerschnitt 51 % mehr Last aufnehmen können. Oder anders ausgedrückt: Sie können dieselbe Last mit einem deutlich dünneren Profil transportieren.

Gemäß der Norm EN 10025 gewährleisten die Klassen S355J2 und S355JR eine Zähigkeit von 27 Joule bei -20 °C. Dies ist ein Nachweis dafür, dass die Konstruktion ihre Integrität auch in kalten Klimazonen beibehält.

Die Variante S350GD eignet sich für die Kaltumformung und entspricht der Norm EN 10346. Sie wird insbesondere für Walzprofilierungsanwendungen in Dachmontagesystemen bevorzugt.

S420 und S450: Hochleistungsklassen

S420 bietet eine um ca. 18 Prozent höhere Streckgrenze als S355. Dieser Unterschied macht sich in den Profileinsparungen deutlich bemerkbar: Die Querschnittsfläche kann bei gleicher Last um ca. 40 Prozent reduziert werden. Weniger Stahl bedeutet geringeres Gewicht und niedrigere Transport- und Montagekosten.

Der Stahl S450 wird in großflächigen Landprojekten, weitgespannten Nachführsystemen und Bauwerken mit besonderen Konstruktionsanforderungen eingesetzt. Mit einer um 27 % höheren Streckgrenze im Vergleich zum Stahl S355 bietet er hohe Leistung bei schlankem Profil.

Wichtiger technischer Hinweis: Für die Schweißklassen S420 und S450 gelten strengere Anforderungen an die Schweißverfahren (Schweißverfahrensspezifikation – WPS). Darüber hinaus ist für beide Klassen eine Zertifizierung nach EN 10025-3 oder EN 10025-4 erforderlich.

Rechnen wir es aus: Ist ein dickeres Profil immer stabiler?

Manche Hersteller betonen die Dicke mit der Aussage: “Wir haben ein 3 mm Profil verwendet.” Doch was wirklich zählt, ist… Produkt aus Material und Dicke, das heißt, Kapazität pro Einheit.

Vergleich der Streckgrenze

Stahlgüte	Streckgrenze	Unterschied im Vergleich zu S235	Unterschied im Vergleich zu S355
S235	235 MPa	—	−%34
S355	355 MPa	+%51	—
S420	420 MPa	+%79	+%18
S450	450 MPa	+%91	+%27

Praxisbeispiel – Unterschiedliche Profilstärke, unterschiedliche Stahlgüte

Profil	Stahl	Einheitskapazität (MPa·mm)	Gemäß S235 @ 3 mm
3,0 mm	S235	705	Referenz
3,0 mm	S355	1.065	+%51 — aynı kalınlık, çok daha güçlü
2,5 mm	S355	888	+%26 — daha ince, hâlâ daha güçlü
2,5 mm	S420	1.050	+%49 — S235’in 3 mm’siyle neredeyse eşit
2,5 mm	S450	1.125	+%60 — rakipten ince, ama çok daha dayanıklı
2,0 mm	S420	840	+%19 — bir profil ince, yine de üstün
2,0 mm	S450	900	+%28 — ağırlık avantajı + yüksek mukavemet

Abschluss: Ein 3 mm dickes Profil auf einem System mit S235 kann deutlich dünner wirken als ein 2,5 mm dickes Profil auf einem System mit S420 oder S450. Die Dicke allein zu beurteilen, ohne die Dokumentation anzufordern, ist irreführend.

Ein vollständiger Vergleich der Stahlsorten

Parameter	S235	S355	S420	S450
Streckgrenze	235 MPa	355 MPa	420 MPa	450 MPa
Zugfestigkeit	360–510 MPa	470–630 MPa	520–680 MPa	550–720 MPa
Verlängerung	%26	%22	%19	%17
Tieftemperaturzähigkeit	Beschränkt	27 J bei −20 °C	27 J bei −20 °C	27 J bei −20 °C
Profilvorteil (im Vergleich zu S235)	Referenz	%30–35 tasarruf	%40–45 tasarruf	%45–50 tasarruf
Beschichtungsverträglichkeit (ZM/Magnelis®)	Standard	Standard	Kompatibel	Kompatibel
Schweißverarbeitbarkeit	Einfach	Gut	WPS erforderlich	WPS erforderlich
Standard	EN 10025-2	EN 10025-2	EN 10025-3/4	EN 10025-3/4

Theoretische Szenarien: Was bedeutet 25 Jahre?

Szenario 1 – 500 kWp Dachanlage

Bei einer Konstruktion mit S235-Stahl erfordert die geringe Streckgrenze eine Verstärkung des Profils. Dieses zusätzliche Gewicht – typischerweise zwischen 1,2 und 1,8 Tonnen – wirkt sich direkt auf die statischen Berechnungen des Daches aus. Mit einem deutlich leichteren System aus Stahl der Güteklasse S355 oder höher lässt sich die gleiche Tragfähigkeit erreichen. Dieser Unterschied in der Dachtragfähigkeit kann sowohl für die statische Sicherheit als auch für die Montagefreundlichkeit entscheidend sein.

Szenario 2 – 2-MWp-Landprojekt

Bei großflächigen Bauprojekten sind Montagefüße und Pfetten über Jahrzehnte zyklischen Windlasten ausgesetzt. Aufgrund der begrenzten Zähigkeit des Stahls S235 können in Umgebungen mit hoher zyklischer Belastung langfristige Risiken durch Materialermüdung auftreten. Die Stahlsorten S420 oder S450 beheben dieses Zähigkeitsproblem; gleichzeitig reduziert das leichtere und dünnere Profil die Logistik- und Montagekosten.

Szenario 3 – Rückblick auf das 20-jährige Jubiläum

Studien zeigen, dass Systeme, die mit S235 und herkömmlicher Feuerverzinkung errichtet wurden, nach 15 bis 20 Jahren an kritischen Stellen Wartungsarbeiten oder Teilsanierungen erfordern können. Diese Kosten belaufen sich in der Regel auf 3 bis 5 Prozent des Gesamtprojektwerts. Bei Systemen der Klassen S355 und höher sowie bei Systemen mit modernen Fassadentechnologien wie Magnelis® ist im zwanzigsten Jahr hingegen lediglich eine Sichtprüfung und die Messung der Fassadendicke erforderlich.

Warum wird der S235 verwendet?

Es gibt mehrere Gründe, warum manche Hersteller S235 verwenden. Der wichtigste Grund ist der Preis: S235 ist pro Tonne 8 bis 12 Prozent günstiger als S355. Bei großen Projekten kann dieser Unterschied genutzt werden, um den Angebotspreis zu senken.

Der zweite Grund sind ungenaue Spezifikationen. Werden in technischen Spezifikationen allgemeine Begriffe wie “Baustahl” oder “Stahl der S-Serie” verwendet, kann der Hersteller die Klassifizierung nach eigenem Ermessen festlegen. Sind Norm und Klasse in der Spezifikation nicht klar definiert, ist es schwer nachzuvollziehen, welcher Stahl im Angebot verwendet wird.

Deshalb ist es für Investoren von Solarkraftwerken entscheidend, während der Angebotsphase die richtigen Fragen zu stellen.

6-Punkte-Checkliste

Bei der Bewertung von Angeboten sollten Sie die folgenden sechs Punkte beachten:

1. Mühlenzertifikat (EN 10204 3.1): Verlangen Sie für jede Charge ein Zertifikat des Herstellers mit unabhängiger Genehmigung. EN 10204 2.1 oder 2.2 ist nicht ausreichend.
2. Standardreferenz: Die Spezifikation muss die Stahlsorte und die verwendete EN-Norm eindeutig angeben. Steht dort “S355” oder einfach nur “Baustahl”?
3. Beschichtungstechnologie und Schichtdicke: Welches Korrosionsschutzverfahren wird angewendet? Traditionelles Feuerverzinken (HDG) oder eine Zink-Aluminium-Magnesium-Beschichtung der neuen Generation wie Magnelis® (ZM)? Die ZM-Beschichtung bietet eine bis zu dreimal längere Korrosionsbeständigkeit als HDG. Handelt es sich bei der Schichtdicke um einen Messwert oder einen Nennwert?
4. Unabhängige Prüfung: Kann der Hersteller zusätzlich zu seiner eigenen Zertifizierung auch die Ergebnisse von mechanischen Prüfungen durch Dritte vorlegen?
5. Quelldokument: Gibt es eine Schweißverfahrensanweisung (WPS) für S420 und S450? Sind Schweißerzertifizierungen verfügbar?
6. Referenzprojekt: Können Sie Referenzen für abgeschlossene Projekte ähnlicher Größe und unter vergleichbaren klimatischen Bedingungen nennen?

ISOTEC Solaransatz

Bei ISOTEC Solar betrachten wir die Wahl der Stahlsorte als einen grundlegenden Designparameter in unseren Konstruktions- und Fertigungsprozessen. Wir verarbeiten Stahlsorten zwischen S355 und S450; die geeignete Sorte wird anhand der Projektanforderungen, der Bodenverhältnisse und der Lastberechnungen ermittelt.

Anstelle der herkömmlichen Feuerverzinkung im Korrosionsschutz Magnelis® (ZM) Beschichtungstechnologie Wir bevorzugen diese Beschichtung. Die von ArcelorMittal entwickelte Zink-Aluminium-Magnesium-Legierung bietet eine bis zu dreimal längere Korrosionsbeständigkeit als herkömmliche Verzinkungen. Ihre selbstheilenden Eigenschaften an den Schnittkanten schützen zudem aktiv vor Beschädigungen, die bei der Montage auftreten können. Hier können Sie unseren ausführlichen technischen Artikel über die Magnelis®-Technologie lesen.

Die Werkszertifizierung nach EN 10204 3.1 ist für alle unsere Produkte Standard. Schichtdickenmessungen werden vor Ort durchgeführt, um die Beschichtungsleistung zu beurteilen. Das Herstellerzertifikat kann vor der Anwendung unabhängig überprüft werden.

Dieser Ansatz ist durch das Ziel geprägt, die ursprüngliche Tragfähigkeit des Bauwerks während der gesamten 25-jährigen Investitionsdauer zu erhalten.

Unsichtbare Entscheidung, sichtbares Ergebnis

Die Wahl der Stahlsorte scheint bei der Berechnung der Rentabilität von Solarenergieprojekten eine unsichtbare Variable zu sein. Diese “unsichtbare Entscheidung” hat jedoch 15 oder 20 Jahre später durchaus spürbare Konsequenzen: Sie wirkt sich direkt auf die Wartungskosten, die strukturelle Integrität und die Versicherungsprozesse aus.

Wir von ISOTEC Solar Mounting Systems empfehlen Investoren von Solarkraftwerken, diesen Faktor bereits zu Beginn der Projektplanung zu berücksichtigen. Bei Fragen zur Stahlqualität und den Zertifizierungsverfahren Ihres Projekts kontaktieren Sie uns bitte. Sie können uns kontaktieren..