Die Eigenversorgung mit Solarstrom könnte die zweiachsig nachgeführten Modultracker wiederbeleben. Denn im Winter sind sie schneefrei und ihre Ertragskurve passt besser zur Batterie.
Das politische Gezerre um die Energiewende hinterlässt Misstrauen beim Bürger. Auch geben die großen Stromkonzerne ihre Preisvorteile durch Strom aus Wind und Sonne nicht an die Kunden weiter. Also gehen immer mehr Privatverbraucher und Betriebe vom Netz oder beschränken den Stromkauf auf ein Minimum. Ihr Ziel ist die weitgehende Eigenversorgung mit Solarstrom. Klar, dass damit die Wirtschaftlichkeit der eingesetzten Generatoren an Bedeutung gewinnt. Dabei könnten nachgeführte Systeme eine wichtige Rolle erhalten.
Denn allein durch den Einsatz von Speichern könnten die Betreiber von Solaranlagen ihren Eigenverbrauch mehr als verdoppeln, heißt es beim Bundesverband Solarwirtschaft (BSW Solar). Und das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (Fraunhofer ISE) rechnet vor, dass Verbraucher mit einem Einfamilienhaus und einer Photovoltaikanlage plus Speichersystem „ihren Strombezug um bis zu 60 Prozent reduzieren“ können.
Dass sie damit ihre Haushaltskasse und das Stromnetz entlasten, steht außer Frage. Denn, wie es beim BSW Solar heißt: „Sonnenstrom ist bereits heute deutlich günstiger als der Strom vom Energieversorger.“ Und die Preisschere zwischen gekauftem und selbst produziertem Strom klafft immer weiter auseinander. Solarteur Dirk Mayer von SBWW aus dem schwäbischen Gäufelden berichtet, dass er unlängst 20 Kunden mit neuen Solaranlagen und Speichersystemen ausrüstete. Keiner der Bauherren habe staatliche Förderung in Anspruch genommen.
Höhere und steilere Erträge
Solargeneratoren erreichen das Maximum ihres Ertrags in der Mittagszeit, wenn die Sonne am höchsten steht. Der Ertrag folgt einer Glockenkurve, die morgens langsam anläuft und abends ebenso langsam schwindet. Werden die Solarmodule auf ein Nachführsystem installiert, bleiben sie länger auf die Sonne ausgerichtet. Ihre Ertragskurve steigt steiler an und fällt steiler ab. Dadurch wird eine Batterie schneller geladen, auch steht schneller Sonnenstrom für den direkten Eigenverbrauch im Gebäude zur Verfügung. Zwar verteuert das Nachführsystem die Montage, dafür steigen die Erträge um fünf bis 30 Prozent, je nach Ort und Betriebsweise. Und: Im Winter stellt sich der Tracker auf die tief stehende Sonne in. Während Dächer unterm Schnee ächzen, bleibt der Nachführtisch mit den Modulen in der Regel schneefrei.
Seit 25 Jahren im Geschäft
Zu den Pionieren der Nachführsysteme gehört Artur Deger, Gründer und Geschäftsführer von Deger Energie in Horb am Neckar. Schon 1999 entwickelte er sein erstes sensorgesteuertes System. Sein Ziel: Er wollte möglichst hohe Solarerträge pro Quadratmeter Modulfläche erzielen und den tagsüber erzeugten Überschuss in einer Batterie zwischenspeichern. Aus dieser Idee entstand eines der ersten Komplettsysteme zur Eigenversorgung. Basis war die Erfindung des MLD-Sensors. MLD steht für Maximum Light Detection. Dahinter verbirgt sich eine kleine Acrylpyramide, die ständig die hellste Stelle am Himmel anpeilt. Ihr Steuersignal richtet die Solarmodule auf dem Nachführtisch danach aus und holt deutlich mehr Sonnenstrom heraus, als eine fest installierte Anlage.
Mittlerweile hat Deger mehr als 50.000 Systeme verkauft, rund um den Globus. In Deutschland kam das Geschäft nahezu zum Erliegen, weil die fallenden Modulpreise und die sinkende Einspeisevergütung kaum Spielraum für die Stahlmasten ließen. Es war billiger, die Modulreihen enger zu stellen und sogar die teilweise Verschattung im Winter in Kauf zu nehmen.
1,74 Kilowattstunden je Watt im Jahr
Jetzt hat sich der Markt komplett gedreht. Angesichts steigender Strompreise und uninteressanter Einspeisevergütungen erfährt die MLD-Technologie eine zunehmende Nachfrage bei Privatleuten, die das Maximum aus ihren Solarmodulen holen wollen. Die von Deger als Komplettsystem mit Batterie (Maximum Solar Power Storage, MSS) und Energiemanagement betriebene Referenzanlage im Schwarzwald lieferte beispielsweise innerhalb eines Kalenderjahres von nur 22 Quadratmetern Modulfläche insgesamt 7.526 Kilowattstunden Solarstrom. Installiert sind dort 18 Module vom Typ Sanyo 240 mit einer Gesamtleistung von 4,320 Kilowatt. Das ist ein im Vergleich zu starren Anlagen eindrucksvoller Ertrag. Das System ist hoch rentabel, auch ohne Förderung. Es versorgt ein Familienhaus mit Büro. Nicht einmal die Hälfte des Sonnenstroms reichte dafür aus. Die andere Hälfte wurde eingesetzt, um zwei Elektrofahrzeuge anzutreiben und Warmwasser zu bereiten.
Ein zweiter Effekt, der sich nur mit nachgeführten Systemen erzielen lässt, ist die optimierte Ertragskurve, also die gleichmäßige Produktion von Solarenergie über den ganzen Tag über. Sie passt sehr gut zur Ladekurve von Batterien. Das wirkt sich gleichfalls auf die Wirtschaftlichkeit des Systems aus: Der ausgeglichene Lastgang belastet die Stromspeicher erheblich weniger als hohe Spannungsspitzen, wie sie für starre Systeme typisch sind. Die Lebensdauer der Batterien erhöht sich, die Speicher können kleiner dimensioniert werden. Die Anschaffungskosten sind niedriger, und die Systeme müssen seltener erneuert werden.
An der Batterie sparen
Hinzu kommt, dass nachgeführte Systeme relativ viel Strom vom Solarmodul direkt in die Steckdose liefern, weil sie die Verbrauchskurve eines typischen Haushalts oder mittelständischen Unternehmens besser abdecken. Sie stellen in der Regel über viele Stunden am Tag genügend Solarenergie zum Direktverbrauch zur Verfügung. Auch bei bedecktem Himmel produzieren sie mehr Strom als starre Systeme. Was die Batterien zusätzlich entlastet, und die Effizienz steigert: Was nicht über die Batterie läuft, wird in nutzbare Leistung umgesetzt und schont den Speicher.
Demgegenüber produzieren starr installierte Photovoltaikmodule um die Mittagszeit besonders viel Strom, liefern aber davor und danach relativ wenig Energie. Das ist schlecht für Verbraucher, die sich möglichst autark mit selbst produziertem Strom versorgen wollen. Sie können ihren Bedarf morgens und abends meist nicht direkt abdecken, sondern müssen das öffentliche Netz oder ihre Speicher stärker in Anspruch nehmen. Dies wirkt sich signifikant auf die Batteriekapazität aus. Als Faustregel gilt: Die Nachführung mit einem MLD-System spart rund 30 Prozent Batteriekapazität. Angesichts der Batteriepreise nimmt sich der Tracker dagegen wie ein Schnäppchen aus. (Herbert Grab und Heiko Schwarzburger)
Den vollständigen Report lesen Sie im Februarheft der Fachzeitschrift photovoltaik, das am 6. Februar 2014 erscheint.
