Solarbaum: Aufbau, Funktionsweise und Nutzen

Solarbäume sind eine innovative Lösung der Photovoltaik Montage zur Energiegewinnung aus Sonnenlicht. Sie soll sich gleichzeitig auch als Form von organischer Kunst in die Umgebung einbringen. Solarbäume vereinen Solarmodule und eine ästhetische Form der PV-Aufständerung. 

Dieser Artikel erklärt das Konzept, den Aufbau, die Funktionsweise und die verschiedenen Einsatzmöglichkeiten von Solarbäumen.

Was ist ein Solarbaum?

Ein Solarbaum ist eine Struktur, die mit mehreren Solarpanels ausgestattet ist und wie ein Baum geformt ist. Die Konstruktionen sind daher funktional und ästhetisch ansprechend. Sie können in verschiedenen Orten eingesetzt werden, meist werden sie aber in städtischen Umgebungen installiert. Die Idee hinter Solarbäumen ist, Solarenergie auf begrenztem Raum effizient zu nutzen und gleichzeitig einen visuellen Mehrwert zu bieten.

Solarbäume wurden erstmals entwickelt, um den begrenzten Platz in urbanen Gebieten optimal zu nutzen und dabei die Vorteile der erneuerbaren Energien zu maximieren. Sie bestehen typischerweise aus einem stabilen Stamm, der die Solarpanels trägt, die wie Blätter angeordnet sind. Diese "Blätter" sind so ausgerichtet, dass sie die Sonneneinstrahlung optimal einfangen und in elektrische Energie umwandeln. Durch ihre baumartige Form können Solarbäume auf relativ kleiner Fläche eine große Menge an Solarstrom erzeugen, was sie besonders für den Einsatz in Städten und dicht besiedelten Gebieten attraktiv macht. Sie können auch mit integrierten Ladestationen für Elektrofahrzeuge ausgestattet werden.

Aufbau und verschiedene Arten eines Solarbaums

Der Aufbau eines Solarbaums ist sowohl technisch anspruchsvoll als auch ästhetisch durchdacht. Ein typischer Solarbaum besteht aus mehreren Hauptkomponenten: dem Stamm, den Ästen und den Blättern. Der Stamm dient als tragende Struktur und ist oft aus robusten Materialien wie Stahl oder Aluminium gefertigt. Er muss stark genug sein, um die Last der Solarpaneele und anderer integrierter Systeme zu tragen.

Die Äste eines Solarbaums sind so konzipiert, dass sie die Solarpaneele in verschiedenen Winkeln halten können. Die “Blätter” sind strategisch positioniert, um das Sonnenlicht den ganzen Tag über optimal einzufangen. Moderne Solarbäume sind oft mit PV-Nachführung ausgestattet, die die Module automatisch zur Sonne ausrichten. Diese Nachführsysteme können entweder einachsige oder zweiachsige Systeme sein, wobei letztere eine noch präzisere Ausrichtung der PV-Anlage und damit eine höhere Effizienz ermöglichen.

Es gibt verschiedene Arten von Solarbäumen, die sich in ihrer Konstruktion und ihrem Einsatzgebiet unterscheiden. Ein typischer Solarbaum hat einen Stamm und Äste, an denen kleinere Module befestigt sind. Teilweise wird der Stamm sogar braun gefärbt. Die Module sind meist transparente Solarmodule, die entweder rechteckig bleiben oder sogar nach Blättern geformt werden

Es gibt jedoch auch Formen von Solarbäumen, die etwas vom normalen Baum abweichen. Sie sind dann beispielsweise aufgebaut wie ein Schirm oder eine Windmühle, deren Flügel PV-Module sind. Darüber hinaus gibt es noch Solarbäume in Form von Kegeln, die wie Tannenbäume aufgestellt sind. 

Ein weiteres interessantes Konzept ist der Hybrid-Solarbaum, der neben Solarpaneelen auch andere Technologien zur Energieerzeugung integriert, wie z.B. kleine Windturbinen. Diese hybriden Systeme können die Energieproduktion weiter steigern und die Abhängigkeit von einer einzigen Energiequelle reduzieren.

Wie funktioniert ein Solarbaum?

Die Funktionsweise eines Solarbaums basiert auf der Nutzung von Solarmodulen zur Erzeugung von elektrischer Energie aus Sonnenlicht. Im Kern ähnelt die Technologie der eines herkömmlichen Solarmoduls, jedoch auf deutlich kleinerem Maß.

Die Module an den Ästen bestehen aus Solarzellen, die das Sonnenlicht in elektrische Energie umwandeln. Wenn Sonnenlicht auf die Solarzellen trifft, erzeugen diese einen Gleichstrom (DC). Dieser Strom wird dann durch einen Wechselrichter in Wechselstrom (AC) umgewandelt. 

Ein wichtiger Bestandteil moderner Solarbäume ist die PV-Nachführung. Diese Systeme sorgen dafür, dass die Solarpanels stets optimal zur Sonne ausgerichtet sind. Es gibt zwei Haupttypen von Nachführsystemen:

1. 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.
2. 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.

Die von den Solarpaneelen erzeugte Energie kann entweder direkt genutzt, in das öffentliche Stromnetz eingespeist oder in Batteriespeichersystemen gespeichert werden.

Mehr zum Thema Einspeisung finden Sie hier: Einspeisevergütung

Einige Solarbäume sind mit zusätzlichen Funktionen ausgestattet, die ihren Nutzen und ihre Vielseitigkeit erhöhen. Dazu gehören integrierte Wallboxen für Elektrofahrzeuge, Beleuchtungssysteme für öffentliche Plätze oder WiFi-Hotspots. Diese multifunktionalen Anwendungen machen Solarbäume zu wertvollen Infrastrukturelementen in städtischen Gebieten.

Für wen lohnen sich Solarbäume?

Die Investition in einen Solarbaum kann sich für verschiedene Zielgruppen lohnen, abhängig von ihren spezifischen Bedürfnissen und Umständen.

• Hausbesitzer: Für Hausbesitzer, die keinen Platz oder keine geeignete Dachfläche für eine traditionelle Solaranlage haben, bieten Solarbäume eine Alternative als Solaranlage im Garten. Generell sind sie aber eher als unterstützende Energiequelle anzusehen, da sie nur deutlich weniger Strom produzieren, als “normale” Aufdachanlagen. 
• Unternehmen und Gewerbe: Unternehmen, die ihre Nachhaltigkeitsziele verfolgen, können Solarbäume auf ihren Grundstücken installieren.
• Kommunen und Städte: In urbanen Gebieten kann die Infrastruktur umweltfreundlicher gestaltet werden. Sie können auf öffentlichen Plätzen, in Parks und an Straßen installiert werden. Sie verbessern auch das Stadtbild und bieten den Bürgern zusätzliche Annehmlichkeiten wie Schatten und Ladestationen.

Im Vergleich zu traditionellen Aufdachanlagen schneiden die Solarbäume aber eher schlechter ab. Ein Solarbaum im Garten eignet sich, ähnlich wie Balkonkraftwerke, als zusätzliches Stromeinkommen, deckt aber nicht den Stromverbrauch eines Einfamilienhaus. Außerdem kostet diese Technologie aktuell noch deutlich mehr, da Sie nicht nur für die Photovoltaik bezahlen, sondern auch für die ästhetische Komponente und zusätzliches Material.

Fazit

Obwohl Solarbäume eine interessante und innovative Möglichkeit zur Nutzung von Solarenergie in städtischen Gebieten darstellen, gibt es auch einige Nachteile, vor allem für Hausbesitzer.

Die initialen Kosten für die Anschaffung und Installation eines Solarbaums sind oft höher als bei herkömmlichen Aufdachanlagen. Zudem kann die Energieausbeute durch die geringere Anzahl an installierbaren Solarpaneelen limitiert sein, insbesondere in Regionen mit begrenztem Sonnenlicht.

Für viele Hausbesitzer könnten traditionelle Aufdachanlagen eine praktikablere und kosteneffizientere Alternative darstellen. Aufdachanlagen bieten eine bewährte Technologie mit hoher Effizienz und können auf bestehenden Strukturen installiert werden. Darüber hinaus können größere Flächen auf Dächern genutzt werden, um eine höhere Anzahl an Solarmodulen zu installieren, was zu einer höheren Gesamtenergieausbeute führt.

Hier finden Sie heraus, ob sich eine PV-Anlage auch für Ihr Haus lohnt: