Nachführsysteme verändern den Ertrag großer Solarparks

Der starke Ausbau der Photovoltaik führt zu einem neuen Problem: Immer mehr Solaranlagen produzieren ihren höchsten Ertrag zur gleichen Tageszeit. Besonders klassische, nach Süden ausgerichtete Solarparks speisen große Strommengen in den Mittagsstunden ins Netz ein.

Wenn das Angebot besonders hoch ist, sinkt jedoch der wirtschaftliche Wert des erzeugten Stroms. Für Betreiber wird deshalb zunehmend entscheidend, nicht nur wie viel Energie eine Anlage erzeugt, sondern auch zu welcher Tageszeit. Auf der Intersolar Europe in München zeigte Ideematec Nachführsysteme, die Solarmodule automatisch am Sonnenstand ausrichten. Das deutsche Unternehmen hat nach eigenen Angaben Systeme mit einer installierten Leistung von rund zehn Gigawatt realisiert. Der technische Ansatz soll den Energieertrag erhöhen und zugleich einen größeren Teil der Stromproduktion in die Morgen- und Abendstunden verschieben.

Ideematec führt Solarmodule astronomisch der Sonne nach

Bei einem Nachführsystem, häufig auch Solartracker genannt, bleiben die Solarmodule nicht dauerhaft in einer festen Position. Ein Antriebsstrang bewegt die Module über einen Zahnkranz und passt ihren Winkel im Tagesverlauf an den Sonnenstand an. Das System von Ideematec arbeitet dabei mit astronomischem Tracking. Statt die aktuelle Sonneneinstrahlung über Sensoren zu messen, wird die Position der Sonne mathematisch berechnet. Grundlage sind die geografischen Koordinaten des jeweiligen Solarparks sowie Datum und Tageszeit. Dadurch lässt sich der Sonnenstand für jeden Tag des Jahres exakt bestimmen. Das System weiß bereits im Voraus, in welcher Position die Sonne zu einem bestimmten Zeitpunkt steht, und richtet die Module entsprechend aus. Gerade bei wechselnder Bewölkung kann dieser Ansatz Vorteile bieten. Strahlungssensoren können auf unterschiedliche Lichtverhältnisse reagieren und dadurch eine vermeintlich optimale Modulposition ermitteln, obwohl die tatsächliche Sonnenposition unverändert bleibt. Das astronomische Tracking orientiert sich dagegen unabhängig vom Wetter an der berechneten Sonnenbahn.

Solartracker verlagern Stromproduktion in Morgen und Abend

Der wirtschaftliche Nutzen eines Trackers entsteht nicht allein durch einen höheren Gesamtertrag. Ebenso wichtig ist die zeitliche Verteilung der Stromproduktion. Während fest nach Süden ausgerichtete Solarmodule ihren Leistungshöhepunkt häufig um die Mittagszeit erreichen, folgen nachgeführte Module der Sonne über den Tagesverlauf. Dadurch beginnt die Stromproduktion früher und bleibt am Abend länger auf einem höheren Niveau. Gerade in Märkten mit stark ausgebauter Photovoltaik kann dies wirtschaftlich interessant sein. Wenn mittags große Mengen Solarstrom gleichzeitig in das Netz eingespeist werden, sinken die Börsenstrompreise zeitweise deutlich. Zu den zentralen Eigenschaften der Nachführsysteme gehören:

• automatische Ausrichtung der Solarmodule am Sonnenstand
• astronomisches Tracking auf Basis der Standortkoordinaten
• höhere Stromproduktion in den Morgen- und Abendstunden
• mechanische Nachführung über Antriebsstrang und Zahnkranz
• Einsatz in großen Solarparks und Agri-Photovoltaikanlagen

Agri-Photovoltaik lässt Raum für große Landmaschinen

Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf der Agri-Photovoltaik. Dabei werden landwirtschaftliche Nutzung und Stromerzeugung auf derselben Fläche kombiniert. Die Solaranlage ersetzt die Bewirtschaftung nicht, sondern muss sich in die bestehenden Arbeitsabläufe eines landwirtschaftlichen Betriebs integrieren. Die Nachführsysteme sind deshalb so ausgelegt, dass zwischen den Modulreihen ausreichend Raum für Landmaschinen bleibt. Auf der Messe demonstrierte das Unternehmen dies mit einem Traktor und einem neun Meter breiten Arbeitsgerät. Damit sollte sichtbar werden, welche Dimensionen moderne Agrartechnik erreicht und welche Abstände eine Photovoltaikanlage berücksichtigen muss. Für Landwirte ist dieser Punkt entscheidend. Eine Fläche kann nur dann dauerhaft landwirtschaftlich genutzt werden, wenn Aussaat, Pflege und Ernte weiterhin mit vorhandenen Maschinen möglich sind. Solartracker bieten dabei einen zusätzlichen Vorteil: Die Module können je nach Arbeitsschritt in eine Position gefahren werden, die den verfügbaren Raum vergrößert. Damit soll die klassische Flächenkonkurrenz zwischen Landwirtschaft und Photovoltaik entschärft werden. Anstatt Ackerflächen vollständig in Solarparks umzuwandeln, können beide Nutzungsformen miteinander verbunden werden.

Nachgeführte Systeme gewinnen in Deutschland an Bedeutung

Nach Angaben von Ideematec wurden allein innerhalb von 18 Monaten Nachführsysteme mit einer Leistung von mehr als 625 Megawatt installiert. Das verdeutlicht, welche Größenordnung der Markt inzwischen erreicht hat. Besonders in Zentraleuropa sieht das Unternehmen weiteres Wachstumspotenzial. Deutschland gehört zu den Märkten, in denen bereits große Photovoltaikleistungen installiert sind. Genau dort wird die zeitliche Verteilung der Stromproduktion zunehmend relevant. Klassische Südaufständerungen liefern hohe Erträge während der Mittagsstunden. Mit jedem zusätzlichen Solarpark verstärkt sich jedoch die Konzentration der Einspeisung auf diesen Zeitraum. Nachführsysteme können einen Teil der Produktion zeitlich verschieben und damit besser an den tatsächlichen Bedarf im Stromnetz anpassen.

Solartracker verbinden Flächennutzung und Strommarkt

Die Entwicklung großer Solarparks wird künftig stärker von zwei Fragen geprägt sein: Wann wird der Strom produziert und wie effizient wird die Fläche genutzt? Solartracker setzen an beiden Punkten an. Durch die automatische Nachführung lässt sich die Stromerzeugung breiter über den Tag verteilen. Gleichzeitig ermöglicht die Agri-Photovoltaik eine parallele landwirtschaftliche Nutzung der Flächen. Damit verändern sich die Anforderungen an die Planung von Solarparks grundlegend. Ideematec verbindet mit seinen Nachführsystemen mechanische Konstruktion und astronomische Steuerung. Der Ansatz zeigt, dass der nächste Entwicklungsschritt der Photovoltaik nicht allein über leistungsfähigere Solarmodule führen muss. Auch die Bewegung der Module und die intelligente Nutzung bestehender Flächen können darüber entscheiden, wie wirtschaftlich Solarstrom künftig erzeugt wird.