Solartracker: Nachführsysteme für Photovoltaikanlagen

Solaranlagen erzeugen am meisten Strom, wenn das Sonnenlicht im optimalen Winkel von 90 Grad auf die Module trifft. Das ist in der Praxis nur selten dauerhaft perfekt umzusetzen. Denn die Sonne verändert ihren Standort im Laufe eines Tages und eines Jahres. Damit treffen die Sonnenstrahlen fast täglich in einem anderen Winkel auf die Erde. Bei herkömmlichen Photovoltaikanlagen sind Ausrichtung und Neigung der Module statisch, der Einfallswinkel der Sonnenstrahlen auf die Solarpanele ändert sich also ständig. 

Sogenannte Solartracker können hier eine Lösung sein. Sie passen die Ausrichtung der Solarmodule permanent an den Sonnenstand an und sorgen auf diese Weise für einen optimalen Ertrag.

Übliche Solaranlagen werden auf einer festen Unterkonstruktion montiert. Ihre Ausrichtung und Neigung sind damit fest vorgegeben. 

Der Stand der Sonne ändert sich aber im Laufe eines Tages. Bekanntermaßen geht sie im Osten auf und im Westen unter - im Sommer geht sie sogar im Nordosten auf und im Nordwesten unter. Dadurch treffen die Sonnenstrahlen zu jeder Zeit in einem anderen Winkel auf die Module. Auch die Veränderung der Höhe des Sonnenstands im Jahresverlauf - im Winter steht sie tiefer und im Sommer höher - hat Auswirkungen auf den Ertrag. 

Der Lauf der Sonne mit der Höhe ihres Standes und der Anzahl der Sonnenstunden sind neben dem Wetter die entscheidenden Faktoren für die unterschiedlichen Erträge im Jahresverlauf.

Solartracker lösen das Problem der bestmöglichen Ausrichtung zur Sonne. Die Module sind nicht auf einer starren Unterkonstruktion, sondern auf einem speziellen, beweglichen Gestell montiert. Ein Nachführsystem mit Elektromotoren und einer Steuerung passt die Ausrichtung der Module zur Sonne auf horizontaler und/oder vertikaler Achse an. Dadurch folgen die Module der Sonne wie eine Blume.

Eine einachsige Nachführung ändert die Ausrichtung der Solarmodule entweder horizontal entsprechend der Himmelsrichtung, also morgens nach Osten, mittags nach Süden und abends nach Westen, oder vertikal gemäß dem Stand der Sonne am Himmel.

Bei zwei Achsen werden die horizontale und die vertikale Ausrichtung der Module zur Sonne verändert. Dadurch können die Solarmodule noch besser auf den Stand der Sonne ausgerichtet werden und mehr Solarstrom erzeugen.

Damit die beweglichen Solaranlagen keine Schatten auf andere Module werfen, müssen die unterschiedlichen Ausrichtungen und Neigungen in der Planung berücksichtigt werden. Eventuell benötigen die Module einen größeren Abstand voneinander als bei herkömmlichen Solaranlagen. 

Die Steuerung der Nachführsysteme erfolgt wahlweise über den errechneten Stand der Sonne (astronomische Steuerung) oder durch einen Strahlungssensor. Während die astronomische Steuerung unabhängig vom Wetter ist, sucht der Sensor stets den hellsten Punkt am Himmel für den bestmöglichen Ertrag. 

Photovoltaikanlagen mit einer veränderbaren Ausrichtung werden meistens als Freiflächenanlage installiert. Eine ebene Fläche bietet mehr Platz für die sich drehenden Anlagen und ermöglicht den erforderlichen Abstand der Module zueinander.

Auf Parkplatzflächen können einachsige Solartracker neben der Stromerzeugung für eine dauerhafte Beschattung der Fahrzeuge im Laufe eines Tages sorgen.

Netzunabhängige Solaranlagen erzielen mit einer Nachführung höhere Erträge, die sie in einer Batterie speichern können.

Leichtere Konstruktionen, die nur ein oder zwei Module aufnehmen, können auch auf einem Flachdach von Wohn- oder Gewerbeimmobilien installiert werden.

Die zusätzlichen Erträge durch die Nachführung der Module hängen vom Anteil der direkten Sonneneinstrahlung und dem Winkel der Module zur Sonne ab. 

Einachsige Nachführsysteme erreichen in Deutschland, laut Wikipedia-Eintrag, 12 bis 18 Prozent höhere Erträge, in Südeuropa kann der zusätzliche Nutzen auf 21 bis 27 Prozent ansteigen. Bei zweiachsigen Anlagen können die jährlichen Ertragsgewinne sogar auf 30 bis über 50 Prozent steigen.

Höhere Erträge erzielen Solartracker nur bei direkter Sonneneinstrahlung. Bei bedecktem Himmel und programmierter Nachführung kann der Ertrag der Solarmodule sogar geringer ausfallen als bei fest montierten Modulen. In diesem Fall trifft eine geringere Menge diffuser Strahlung auf die Module durch die steile Neigung der Module im Vergleich zu Solarmodulen, die sich auf einer festen Unterkonstruktion befinden.

Mit einem solaren Nachführsystem lassen sich höhere Erträge als mit konventionellen Solaranlagen erzielen. Demgegenüber stehen die höheren Kosten für die aufwändige Unterkonstruktion mit Antrieb und Sensoren sowie der Energieverbrauch für den Antrieb. Hinzu kommt für diese Anlagen ein erhöhter Wartungsaufwand, der in die Wirtschaftlichkeitsberechnung einkalkuliert werden muss.

Solartracker sind Solaranlagen, die auf ein oder zwei Achsen dem Verlauf der Sonne nachgeführt werden. Auf diese Weise erzielen sie bei direkter Sonneneinstrahlung einen höheren Ertrag, der sich gleichmäßig über den Tag verteilt. Eventuell kann sich im Sommer ein zusätzlicher Nutzen, wie eine Verschattung von Innenräumen oder Parkplatzflächen ergeben. Die Nachführung der Module ist mit einem höheren Aufwand für die Errichtung und die Wartung verbunden. Inwiefern sich dieser höhere Aufwand lohnt, muss im Einzelfall geprüft werden und hängt vom Einsatzzweck und -ort ab.