Mit Nachführsystemen zu höheren Photovoltaik-Erträgen

Einachsige Tracker überzeugen durch geringen Wartungsaufwand

Dirk Wohlfahrt

Photovoltaik ist eine seit Jahrzehnten erprobte und ausgereifte Technologie, deren Bedeutung im Energiemix beständig zunimmt. Beträgt ihr Anteil an der Stromgewinnung in Deutschland z.B. heute noch weniger als ein Prozent, wird für das Jahr 2020 bereits ein Anteil von sieben Prozent vorhergesagt. Fallende Modulpreise führen weltweit zu immer größer werdenden PV-Parks und machen diese gleichzeitig zu immer lukrativeren Investments. Der überwiegende Teil dieser mehrere Hektar großen Anlagen besteht aus fest aufgeständerten Modulreihen. Vornehmlich in Südeuropa befindet sich aber auch eine beachtliche Zahl an Solarparks mit nachgeführten Systemen. Im Folgenden sollen die Vor- und Nachteile der unterschiedlichen Systeme aufgezeigt werden.

Kriterien für die Systemauswahl
Solarparks mit fest aufgeständerten Modulen lassen sich in fast jeder geographischen Lage errichten. Einzige Vorraussetzungen sind eine möglichst ebene Fläche und keine Verschattungen der Module, z.B. durch Häuser, Bäume oder Berge. Moderne Gestellsysteme kommen ohne gegossene Fundamente aus und ermöglichen sogar einen Aufbau der Modulreihen auf hügeligem Gelände, da die Gestellpfähle in den Boden gerammt werden. Diese Gestelle gestatten eine bodenparallele Montage: Die Modulreihen passen sich somit der Geländestruktur an.

Ein großer Vorteil der fest aufgeständerten Systeme liegt darin, dass sie über keinerlei bewegliche Teile verfügen und dadurch kaum anfällig für Störungen sind. Preislich liegen sie deutlich unter nachgeführten Systemen.

Der Nachteil liegt aber auf der Hand:
Ein Modul produziert seine maximale Leistung, wenn die Sonnenstrahlen im senkrechten Winkel auf die Oberfläche treffen. Bei tief stehender Sonne ( z.B. vormittags und nachmittags ) bleiben diese Anlagen folgerichtig weit unter ihrem Potenzial. Eine Möglichkeit, die Ertragsausbeute zu erhöhen, sind Systeme, die die Module der Sonne nachführen. Sie sind in der Planung und Installation aufwändiger, benötigen höhere Investitionskosten, erwirtschaften aber im Gegenzug um 20 bis 40% höhere Erträge. Auf dem Markt ist eine Vielzahl von Nachführsystemen erhältlich, die Modulflächen entweder über zwei Achsen, also horizontal und vertikal, oder nur über eine Achse nachführen. Zweiachsig nachgeführte Systeme versprechen dabei die höchsten Mehrerträge, erfordern aber auch höchste Investitionskosten.

Einachsige vs. zweiachsige Nachführung
Photovoltaikanlagen mit zweiachsiger Nachführtechnologie sind komplexe Systeme. Sie ermöglichen eine sehr präzise Nachführung der Module, sind aber meist sehr wartungsaufwändig. Ziel bei der Entwicklung eines solchen Systems muss also sein, den Aufwand bei Wartung und Instandhaltung gering zu halten sowie die Komplexität zu verringern. Gleichzeitig muss eine sehr hohe mechanische Belastbarkeit über die gesamte Lebenszeit der Anlage sichergestellt sein. Denn die Modulflächen bieten große Angriffsflächen für Wind, wo bei Stürmen gewaltige Kräfte auftreten können. Bei den so genannten Pole-Mount-Tracking-Systemen wird die Modulfläche in ihrer vertikalen und ihrer horizontalen Achse bewegt. Die Vorteile dieser Art der Nachführung sind die geringe benötigte Grundstücksfläche und die daraus resultierende Flexibilität. Alternativ kann die zweiachsige Nachführung auch mit zwei horizontalen Achsen realisiert werden.

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