Photovoltaikanlagen sind eine der besten Möglichkeiten, saubere Energie zu erzeugen. Um den Ertrag einer PV-Anlage zu maximieren, spielt die Ausrichtung zur Sonne eine wichtige Rolle. Ein Nachführsystem kann dabei helfen, die PV-Module immer optimal zur Sonne auszurichten.
Wir behandeln, wann sich Nachführsysteme lohnen, was die Vor- und Nachteile sind und wie wartungsintensiv sie sind. Abschließend gehen wir auf die Kosten und den wirtschaftlichen Nutzen von Nachführsystemen ein.
Grundlagen der PV-Nachführung
PV-Nachführung, auch solare Nachführung oder Solartracker genannt, bezieht sich auf Systeme, die PV-Module automatisch zur Sonne ausrichten, um die maximale Menge an Sonnenlicht einzufangen. Dies führt in vielen Fällen zu einer höheren Energieausbeute im Vergleich zu fest installierten Modulen.
Die Ausrichtung der Solarmodule zur Sonne ist wichtig für die Effizienz einer PV-Anlage, da optimal ausgerichtete Module deutlich mehr Energie erzeugen können.
Anhand der folgenden Infografik können Sie den Effizienzwert der Module je nach Ausrichtung und Neigungswinkel ablesen. Dies beeinflusst den Wirkungsgrad der Solarzelle. Je senkrechter die Sonnenstrahlen auf die Module treffen, desto höher ist der Photovoltaik Ertrag. In Mitteleuropa empfiehlt sich je nach Montageart ein Neigungswinkel zwischen 15 und 40 Grad.
Nachführsysteme tragen dazu bei, den Wirkungsgrad der PV-Anlage erheblich zu steigern: Sie kompensieren die natürlichen Schwankungen der Sonneneinstrahlung und bringen die Module immer in die ideale Position zur Sonne.
Arten von Nachführsystemen
Nachführsysteme für PV-Anlagen gibt es in verschiedenen Ausführungen, die sich in ihrer Komplexität und Effizienz unterscheiden. Die beiden Haupttypen sind einachsige und zweiachsige Nachführsysteme.
Einachsige Nachführsysteme
Einachsige Nachführsysteme bewegen die PV-Module entlang einer einzigen Achse, meist von Ost nach West. Diese Systeme sind einfacher und kostengünstiger als zweiachsige Systeme, bieten jedoch auch eine geringere Ertragssteigerung.
Einachsige Nachführungen führen zu einer Erhöhung des Photovoltaik Ertrags von etwa 20-30% im Vergleich zu starren Installationen.
Zweiachsige Nachführsysteme
Zweiachsige Nachführsysteme ermöglichen eine noch präzisere Ausrichtung der PV-Anlage, da sie sowohl horizontal als auch vertikal bewegt werden können. Sie verändern zudem also auch den Neigungswinkel. Zweiachsige Systeme sind jedoch teurer und komplexer in der Installation und Wartung. Sie bieten eine Ertragssteigerung von bis zu 40% im Vergleich zu fest installierten Modulen.
Wie funktionieren Nachführsysteme?
Nachführsysteme verwenden Sensoren, um die Position der Sonne zu bestimmen und die PV-Module entsprechend auszurichten. Diese Sensoren sind oft mit Motoren und Steuerungseinheiten verbunden, welche die Bewegungen der Solarpanels steuern.
- Sensoren: Diese erfassen die Position der Sonne und die Lichtintensität. Sie sind das Herzstück des Systems, da sie die Informationen liefern, die benötigt werden, um die PV-Module richtig auszurichten.
- Steuerungseinheit: Diese verarbeitet die Sensordaten und steuert die Motoren. Sie sorgt dafür, dass die Module in die optimale Position gebracht werden.
- Motoren: Diese bewegen die PV-Module entsprechend den Anweisungen der Steuerungseinheit. Sie sind für die physische Bewegung der Module verantwortlich und müssen robust genug sein, um auch unter schwierigen Wetterbedingungen zuverlässig zu funktionieren.
Diese Komponenten arbeiten zusammen, um sicherzustellen, dass die PV-Module stets optimal ausgerichtet sind. Moderne Nachführsysteme sind oft mit zusätzlichen Funktionen ausgestattet, wie z.B. der Möglichkeit, sich bei extremen Wetterbedingungen automatisch in eine sichere Position zu bringen, um Schäden zu vermeiden.
Vor- und Nachteile von PV Nachführung
PV-Nachführsysteme bieten viele Vorteile, die den Energieertrag und die Effizienz von PV-Anlagen erhöhen können. Gleichzeitig gibt es jedoch auch einige Nachteile, die bei der Entscheidung für oder gegen ein solches System berücksichtigt werden müssen. Im Folgenden werden die wichtigsten Vor- und Nachteile von PV-Nachführsysteme erläutert.
| Vorteile | Nachteile |
|---|---|
 Erhöhter Energieertrag |
 Höhere Anschaffungskosten |
| Optimale Nutzung verfügbarer Fläche |
Anfälligkeit für mechanische Probleme |
| Geeignet für Freiflächen-PV |
Hoher Wartungsaufwand |
| Ungeeignet für viele Montagearten, wie auch Aufdachanlagen |
Nachführsysteme erfordern regelmäßige Wartung der PV-Anlage, um ihre optimale Leistung und Lebensdauer zu gewährleisten. Wichtige Wartungsarbeiten umfassen jährliche Inspektionen, regelmäßiges Schmieren der beweglichen Teile, Reinigung der Sensoren und die Überprüfung der Kalibrierung der Steuerungseinheiten.
Wartungsarbeiten sollten von erfahrenen Technikern durchgeführt werden, und es ist ratsam, wichtige Ersatzteile vorrätig zu halten. Energiemanager können helfen, den Betrieb in Echtzeit zu überwachen und frühzeitig auf Probleme zu reagieren.
Lohnen sich Nachführsysteme?
Die wirtschaftliche Rentabilität von Nachführsystemen hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie den spezifischen Standortbedingungen, den Kosten für die Installation und Wartung, wie auch den erzielten Energieerträgen.
- Erhöhte Stromproduktion: Die zusätzliche Menge an erzeugtem Strom im Vergleich zu fest installierten Systemen.
- Zusätzliche Kosten: Höhere Anschaffungs- und Wartungskosten der Nachführsysteme.
- Einsparungen durch höhere Erträge: Reduktion der Stromkosten oder Einnahmen durch Einspeisung des zusätzlichen Stroms ins Netz.
Ein wichtiger Aspekt der Wirtschaftlichkeit ist die Dauer der Amortisation, also die Zeit, die benötigt wird, um die zusätzlichen Kosten durch die erhöhten Energieerträge zu decken. Diese kann je nach Systemtyp und Standort variieren. Generell ist sie jedoch etwas länger als “normale” Systeme, da es eine ähnlich lange Lebensdauer einer Solaranlage gibt.
Einachsige Nachführsysteme haben in der Regel eine kürzere Amortisationszeit aufgrund der geringeren Anschaffungskosten im Vergleich zu zweiachsigen Systemen. Zweiachsige Systeme hingegen bieten eine höhere Ertragssteigerung, was sich langfristig positiv auf die Rentabilität auswirken kann.
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In Regionen mit hoher Sonneneinstrahlung und langen Sonnenstunden können Nachführsysteme besonders rentabel sein. Nachführsysteme sind auf Freiflächen oder in Solarparks beliebt. Auf einem Photovoltaik Flachdach werden sie bisher nur in Einzelfällen montiert.
Grund dafür: Die Systeme sind sehr schwer und sperrig. Daher eignen sich nur wenige Dachstrukturen für die Systeme. Die Dächer sollten vorher auch einer Statikprüfung unterzogen werden.
Da Nachführsysteme viel höhere Erträge erzielen können, bewegt sich die Idee von einachsigen oder zweiachsigen Systemen aber schon eine Weile in der Branche. Hoffentlich können wir uns in Zukunft also auf neue Technologien für Nachführsysteme freuen. Diese sollten dann leichter und kleiner sein und ein ganzes Dach ausstatten können, ohne ein Risiko für die Statik darzustellen.
Eine genaue Analyse und Beratung durch Experten kann dabei helfen, die optimale Lösung für die spezifischen Bedürfnisse und Bedingungen zu finden.
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Kosten und Installation
Die Kosten für Nachführsysteme variieren je nach Art des Systems, der Photovoltaik Größe und den spezifischen Standortbedingungen. Einachsige Systeme sind in der Regel kostengünstiger und einfacher zu installieren, während zweiachsige Systeme höhere Anfangsinvestitionen erfordern, aber auch höhere Ertragssteigerungen bieten.
Typische Kostenfaktoren umfassen Anschaffungskosten, Installationskosten und Wartungskosten:
Die Installation von Nachführsysteme erfordert spezialisierte Kenntnisse und kann komplexer sein als die Installation fester PV-Anlagen. Neben den PV-Modulen müssen auch die Nachführmechanismen, Steuerungseinheiten und Sensoren installiert und kalibriert werden. Dies erhöht den Installationsaufwand und die damit verbundenen Kosten.
In der Regel muss man daher mit deutlich höheren Solaranlage Kosten rechnen, als bei der Photovoltaik Montage einer “normalen” Anlage.
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Fazit
PV-Nachführsysteme bieten eine effiziente und effektive Möglichkeit, den Energieertrag von PV-Anlagen zu maximieren. Sie fordern sehr hohe Anschaffungskosten, sind aber besonders vorteilhaft in Regionen mit hoher Sonneneinstrahlung. Hier bieten sie eine Ertragssteigerung im Vergleich zu fest installierten PV-Anlagen.
Die Systeme eignen sich aktuell jedoch fast ausschließlich für Solaranlagen im Garten oder auf Freiflächen. Auf Flachdächern ist die Montage noch mit Schwierigkeiten verbunden. Besitzen Sie ein Schrägdach, eignen sich weiterhin die traditionellen Aufdachanlagen.
Hier finden Sie heraus, ob sich eine PV-Anlage auch für Ihr Haus lohnt:
