Solartracker

Hinweis: Einige der Informationen zu Solar-Einspeisetarifen und der Kapitalrendite in diesem Artikel sind möglicherweise veraltet. Aktuelle Informationen zu den Programmen der einzelnen Bundesstaaten finden Sie auf unserer Seite Solar-Einspeisetarife. Eine gute Möglichkeit, die Leistung Ihrer Solaranlage zu maximieren, ist die Montage auf einem Solartracker. Mit Solartrackern können Sie die elektrische Leistung Ihrer PV-Anlage deutlich steigern und so mehr Einnahmen aus der Einspeisevergütung erzielen. Wie in diesem Artikel erläutert, eignen sich Solartracker jedoch eher für ihre Wirtschaftlichkeit bei großen Anlagen und hängen stärker von der Höhe der angebotenen Einspeisevergütung als vom geografischen Standort ab.

Was ist ein Solartracker?

Ein Solartracker ist ein Gerät, das die Bewegung der Sonne am Himmel im Laufe des Tages verfolgt, wodurch Ihre PV-Zellen einer größeren Menge Sonnenlicht ausgesetzt werden und somit mehr Strom produzieren. Denn PV-Zellen funktionieren am besten, wenn sie direkt der Sonne zugewandt sind. Der Winkel der Sonne am Himmel ändert sich im Laufe des Jahres, da sich die Neigung der Erde relativ zur Sonne ändert. Im Sommer steht die Sonne hoch am Himmel und bleibt auch länger am Himmel, da sie eine längere Bogenlänge durchläuft. Im Winter steht die Sonne tiefer am Himmel und bleibt kürzer, da sie einen kürzeren Bogen durchläuft.

Variation des Sonnenlaufs im Laufe des Tages und der Jahreszeiten

Dieser Effekt verstärkt sich, je weiter man vom Äquator entfernt ist. In Tasmanien sind die Tage im Sommer sehr lang und im Winter sehr kurz. In Darwin gibt es viel weniger Variation.

Wie funktioniert ein Solartracker?

Ein Solartracker ist ein mechanisches Gerät, das tagsüber dem Lauf der Sonne folgt. Es gibt zwei verschiedene Arten von Mechanismen, die am häufigsten verwendet werden: aktive Tracker und passive Tracker. Aktive Tracker werden durch elektrische Schaltkreise in Form von lichtempfindlichen Fotosensoren auf die Sonne ausgerichtet. Anschließend werden Motoren und Getriebe verwendet, um den Tracker auf Befehl der Fotosensoren in die Richtung der Sonne auszurichten. Aktive Tracker enthalten elektrische Komponenten und verbrauchen daher nur wenig Strom. Passive Tracker nutzen einen hydraulischen Mechanismus, der auf die Hitze der Sonne reagiert. Eine komprimierte Gasflüssigkeit mit niedrigem Siedepunkt wird durch die Sonnenwärme zur einen oder anderen Seite getrieben, wodurch Gasdruck entsteht und dadurch der Mechanismus vorwärts bewegt wird. Passive Tracker verbrauchen grundsätzlich keinen Strom. Aktive Tracker sind in der Regel genauer als passive Tracker und werden daher für Anwendungen bevorzugt, bei denen ein Höchstmaß an Genauigkeit erforderlich ist, beispielsweise wenn konzentrierende Solarkollektoren verwendet werden. Für Solar-PV-Anwendungen ist die Genauigkeit passiver Tracker mehr als ausreichend.

Was passiert, wenn die Sonne von Wolken verdeckt wird?

An bewölkten Tagen produzieren Ihre Solarzellen bei noch vorhandenem Licht weiterhin Energie, allerdings mit reduzierter Leistung. In solchen Situationen richtet sich der Solartracker nach denselben Prinzipien optimal aus, um das am stärksten reflektierte Umgebungslicht aufzunehmen. Sobald die Sonne wieder zu scheinen beginnt, wird sie sich ihr gegenüber neu ausrichten.

Welche Arten von Solartrackern gibt es?

Es gibt zwei Haupttypen von Solartrackern: einachsige und zweiachsige.

Einachsig

Einachsige Solartracker folgen der Sonne von Sonnenaufgang bis Sonnenuntergang, während sie sich tagsüber am Himmel von Osten nach Westen bewegt. Sie werden als einachsige Tracker bezeichnet, da sich der Mechanismus nur in einer Ebene um eine einzige Achse dreht. Die Achse kann so ausgerichtet sein, dass die Zellen schräg stehen (Polarachse genannt) oder flach liegen (Horizontalachse genannt). Die horizontale Achse eignet sich eher für kleine Breiten (Standorte in den Tropen und näher am Äquator, z. B. Nordaustralien), während die Polarachse eher für größere Breiten geeignet ist (Standorte weit vom Äquator entfernt, z. B. Südaustralien).

Einachsiger Tracker vom Polartyp

Die Vorteile einachsiger Tracker liegen darin, dass sie weniger kompliziert und damit kostengünstiger sind. Wie in den folgenden Abbildungen zu sehen ist, nutzen einachsige Tracker einen Großteil der Vorteile der Solarnachführung. An Standorten näher am Äquator, an denen der Sonnenbogen am Himmel im Laufe des Tages und der Jahreszeiten weniger variabel ist, sind einachsige Tracker besonders effektiv.

Einachsige Tracker vom horizontalen Typ

Einachsige horizontale Tracker sind außerdem strukturell steifer und stabiler und daher weniger anfällig für Beschädigungen bei Stürmen. Zusätzlich zu den normalen einachsigen Optionen wurde eine neue Solar-PV-Technologie namens Tubular Solar entwickelt, bei der die Form der Zellen selbst zylindrisch ist, sodass die Zellen die maximale Lichtmenge einfangen können, während die Sonne ihren täglichen Zyklus durchläuft .

Einachsige Röhrensolartechnik

Zweiachsig

Zweiachsige oder zweiachsige Tracker folgen vollständig der Sonne. Die beiden Drehachsen ermöglichen es dem Tracker, die Solarzellen immer direkt senkrecht zu den Sonnenstrahlen zu positionieren. Da sie sich sowohl an die Höhe der Sonne als auch an die Ost-West-Rotation anpassen können, passen sich die Zweiachsen-Tracker vollständig an die Jahreszeiten an und passen sich der Sonne an, wenn sie bei Sonnenaufgang und Sonnenuntergang tief am Horizont und in der Mitte hoch am Himmel steht des Tages.

Zweiachsiger Solartracker

Zweiachsige Tracker erfassen das gesamte Ausmaß der Sonne, sind jedoch etwas komplexer und daher etwas teurer. Zweiachsige Tracker machen in größeren Breiten (südlicher in Australien) einen größeren Unterschied, wo es erhebliche jahreszeitliche Schwankungen in der Höhe und im Bogen der Sonne gibt.

Nachteile von Solartrackern

• Zusätzliche Vorabkosten für Ihre Solaranlage
• Im Allgemeinen ist eine gewisse Wartung erforderlich
• Bewegliche Teile und zusätzliche Komplexität bringen die üblichen Risiken eines Ausfalls mit sich
• Strukturell weniger steif als permanente Halterungen und daher anfällig für Sturmschäden

Leistung von Solartrackern in Australien

Ein Solar-Tracker erhöht die Leistung von Solar-PV-Modulen in den Nebenzeiten des Tages, während ein statisch fest montiertes Modul nur verdeckter Belichtung ausgesetzt wäre. Dies ist in der Grafik von zwei nebeneinander liegenden Solarmodulen zu sehen, von denen eines auf einem Tracker montiert ist, das andere statisch (unten).

Vergleich der Leistung von Solartrackern und statischen Solarmodulen

Die modellierte Leistung von Solartrackern für verschiedene Standorte in Australien ist unten dargestellt. Die Modellierung wurde mit dem PVWatts Performance Calculator for Grid-Connected PV Systems durchgeführt, der vom Renewable Resource Data Center, Teil des US National Renewable Energy Laboratory, entwickelt wurde. Die folgenden Zahlen berücksichtigen alle notwendigen Faktoren, einschließlich meteorologischer Faktoren wie der durchschnittlichen Bewölkung und Temperaturverlustfaktoren.

Wie die Tabelle unten zeigt, steigert die Installation eines einachsigen Solartrackers Ihre Energieproduktion in Sydney im Laufe des Jahres um 20 %, bei einem zweiachsigen Tracker um 25 %. Die jährliche durchschnittliche Steigerung der Energieproduktion (kWh) durch ein- und zweiachsige Solar-PV-Tracking-Systeme

Der jährliche durchschnittliche Anstieg der Energieproduktion (kWh/Jahr für ein 1-kW-System) für ein fest montiertes, einachsiges und zweiachsiges Solar-PV-System

*Fest installierte Basiszahlen des Clean Energy Council (siehe Artikel Wie viel Energie werden meine Solarzellen produzieren?)

Ökonomie von Solartrackern

Wie die Tabelle unten zeigt, erhöht ein einachsiger Tracker Ihre Solarenergieeinnahmen in Sydney um 177 $ pro kW installierter Leistung bzw. 220 $ pro kW für einen zweiachsigen Tracker. Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass der Schlüsselfaktor für die Wirtschaftlichkeit von Solartrackern der angebotene Einspeisetarif ist. Zusätzliches Einkommen, das durch den Einsatz von einachsigen und zweiachsigen Nachführsystemen aufgrund der erhöhten Energieproduktion entsteht (unter der Annahme, dass die gesamte zusätzliche Erzeugung zum entsprechenden Einspeisetarif verkauft wird)

Fallstudie 1 „In Sydney installierter zweiachsiger 10-kW-Solartracker

Die Vorabkosten eines zweiachsigen 10-kW-Trackers – 20.000 $. Zusätzliche jährliche Einnahmen aus dem Tracker – 2.200 $. Amortisationszeit: ca. 9 Jahre. Gewinn (16 Jahre bei 2.200 $) – 35.200 $

Fallstudie 2 „In Sydney installierter zweiachsiger 1,5-kW-Solartracker

Die Vorabkosten eines einachsigen 1,5-kW-Trackers – 4.000 US-Dollar. Zusätzliche jährliche Einnahmen aus dem Tracker – 330 US-Dollar. Amortisationszeit: ca. 12 Jahre. Gewinn (13 Jahre bei 330 US-Dollar) – 4.290 US-Dollar

Fallstudie 3 „In Sydney installierter einachsiger 1,6-kW-Solartracker

Die Vorabkosten eines einachsigen 1,5-kW-Trackers – 3.000 $ Zusätzliche jährliche Einnahmen aus dem Tracker – 266 $ Amortisationszeit „ca. 11 Jahre Gewinn (14 Jahre bei 266 $) – 3.724 $ Die oben genannten Beispiele zeigen, dass die Wirtschaftlichkeit von Solartrackern große Installationen stark begünstigt. wo die Kosten pro kW installierter Leistung für den Tracker viel niedriger werden. Für große Anlagen (ca. 10 kW), bei denen der Zweck des Systems darin besteht, große Strommengen und Einspeisevergütungseinnahmen zu generieren, sind Solartracker eine sehr attraktive Option. Da in den meisten Bundesstaaten die Kapazitätsgrenze für die Einspeisevergütung bei 10 kW liegt, können Sie durch den Einbau eines Solartrackers Ihr Erzeugungseinkommen dort maximieren, wo keine anderen Möglichkeiten zur Verfügung stehen.

Bei kleinen 1,5-kW-Installationen sind die Anschaffungskosten für einen Tracker hoch und die Amortisationszeit lang. In Wirklichkeit würde die Investition des gleichen Betrags in zusätzliche Solarzellen zu höheren Erzeugungsmengen, mehr Einnahmen und größeren Umweltvorteilen führen.

Kobad Bhavnagri Solarenergieberater Solar Choice Pty Ltd