Welche Arten von Solaranlagen mit Nachführung gibt es?

Bei der Installation von Solarmodulen mit Nachführung werden Solarmodule auf einem Dach oder einer Freifläche installiert, die dem Lauf der Sonne nachgeführt werden können. Diese Art der Installation ermöglicht eine maximale Effizienz, da die Solarmodule immer im direkten Sonnenlicht stehen und so die Energieproduktion maximiert wird.

In Sachen Bauweise gibt es zunächst zwei Haupttypen von Trackersystemen: einachsige und zweiachsige.

• Einachsige Nachführsysteme bewegen die Solarmodule auf einer Achse, in der Regel von Osten nach Westen, so dass sie dem Lauf der Sonne über den Tag hinweg folgen können. Diese Art von System wird am häufigsten an Gebäuden eingesetzt, da es weniger Wartung erfordert als ein zweiachsiges System und im Allgemeinen kostengünstiger ist. Durch den Einsatz eines einachsigen Nachführsystems kann man bis zu 30 % mehr Ertrag erzielen als bei einer statischen Südausrichtung.

• Zweiachsige Nachführsysteme bewegen die PV-Module auf zwei Achsen, in der Regel von Norden nach Süden sowie von Osten nach Westen, so dass sie dem Verlauf der Sonne über den Tag hinweg genauer folgen können. Dieser Systemtyp wird in der Regel für gewerbliche Anwendungen auf freien Flächen eingesetzt, da er eine höhere Effizienz bietet, aber auch mehr Wartungsaufwand erfordert und teurer ist als ein einachsiges System. Durch die Installation eines zweiachsig nachgeführten PV-Trackers können Sie mit einem richtig konzipierten System potenziell bis zu 40 % höhere jährliche Erträge erzielen.

• Sonderformen: Solartracker sind nicht auf die stationäre Installation von Photovoltaikmodulen beschränkt. Es gibt spezielle Lösungen, bei denen der Anstellwinkel über einen Unterkonstruktionstisch eingestellt werden kann. Der Azimutwinkel wird in der Regel über eine Achse eingestellt, so dass die Module dem Bogen des Sonnenverlaufs über den Horizont folgen können. Eine alternative Methode ist die Verwendung einer sogenannten Drehhalle mit einem Laufring, der das Solardach schwenkt, um es nach der Sonne auszurichten. Dies ist ebenfalls nützlich, um den Wärme- und Hitzeschutz eines Gebäudes zu optimieren und gleichzeitig die Effizienz der gesammelten Energie zu verbessern.

Bei den Tracking-Methoden unterscheidet man in puncto Steuerung zwischen astronomischen und sensorgesteuerten Solarnachführungen:

• Astronomische Nachführung: Die astronomische Nachführung ist eine Methode zum Tracken der Sonnenbahn der Sonnenbewegung, bei der der ortsspezifische Tagesverlauf der Sonne aufgezeichnet und im Voraus gespeichert wird, so dass das Nachführsystem die Sonne genau lokalisieren kann, ohne durch Wolken oder andere Hindernisse behindert zu werden. Solartracker, die mit astronomisch gesteuerten Methoden arbeiten, können von dieser Praxis stark profitieren, da sie nicht durch Wettereinflüsse gestört werden und ihre vordefinierten Richtungsänderungen jeden Tag beibehalten können.

• Sensorische Nachführung: Eine sensorische Steuerung ist so ausgestattet, dass sie in der Lage ist, den hellsten Punkt am Himmel zu finden, der manchmal von seiner üblichen Flugbahn nach der Sonne abweichen kann. Wenn zum Beispiel eine Wolke vorbeizieht und das direkte Sonnenlicht verdeckt, reflektieren die Ränder dieser Wolke größere Mengen dieses Lichts, was dazu führen kann, dass stattdessen ein hellerer Punkt auf einem anderen Teil der Erde landet. Es ist auch wichtig, andere Oberflächen zu berücksichtigen, die helle Reflexionen verursachen, wie z. B. Gebäude oder schneebedeckte Flächen, da auch diese vom Sensor berücksichtigt werden, wenn er den hellsten Punkt sucht und automatisch darauf ausrichtet.

Zu guter Letzt unterscheidet man nachgeführte PV-Anlagen anhand ihres Tracker-Antriebes:

• Elektromotor: Der Modultisch eines Solartrackers kann durch den Einsatz eines oder mehrerer Elektromotoren nachgeführt werden. Bei einfacheren Modellen treibt der Elektromotor ein Schneckengetriebe an, das die Drehbewegung auf die entsprechende Achse überträgt und so eine präzise Einstellung des Modultisches ermöglicht. Es gibt aber auch andere Möglichkeiten für Solartracker: Eine alternative Lösung bieten Elektrozylinder, die mit einer Trapezgewindespindel und einem Gleichstrommotor angetrieben werden. Diese Technologie wird aufgrund ihrer Zuverlässigkeit und Zugänglichkeit häufig in Solartracks eingesetzt.

• Thermohydraulik: Die thermohydraulische Nachführung hat sich als Alternative zur elektromotorischen Nachführung in passiven Photovoltaiksystemen durchgesetzt. Es handelt sich um eine vergleichsweise einfachere Konstruktion, die aufgrund ihrer Fähigkeit zur Selbstregulierung auf der Grundlage der Sonnenenergie keine Stromversorgung oder Steuerelektronik benötigt. Grundsätzlich gibt es zwei Haupttypen von THAs. Der erste Typ arbeitet mit der Verdrängung von Flüssigkeitssäulen durch thermische Effekte – unter Ausnutzung der Schwerkraft -, während der zweite Typ nach hydrostatischen Prinzipien arbeitet, die einen thermohydraulisch betätigten Zylinder umfassen. Beide bieten zuverlässige und autarke Nachführfunktionen mit minimalem Wartungsaufwand im Vergleich zu herkömmlichen Elektromotorantrieben.

Unabhängig davon, für welche Art von Nachführsystem Sie sich bei der Installation Ihrer Solarmodule entscheiden, wird es dazu beitragen, dass Sie die maximale Effizienz aus Ihrem Solarenergiesystem herausholen.