Fast lautlos dreht der Elektromotor die lange Torsionsstange und bewegt damit ein Kniehebelgelenk. Das sieht aus wie ein Scherenwagenheber und funktioniert auch so. Es besteht aus vier Schenkeln, die in Rautenform angeordnet sind. Die oberen und unteren Ecken der Rauten werden am Montagepfosten des Gestellsystems und an den Sparren befestigt. Durch die beiden anderen Ecken der Raute schraubt der Monteur die Torsionsstange, die den Kniehebel bewegt.
Kniehebel bewegt die Module
Dreht sich jetzt der Motor in die eine Richtung, wird das Kniehebelgelenk auseinandergedrückt und Module, die auf den Sparren montiert sind, in Richtung von Ost nach West bewegt. Am Endpunkt angekommen, schaltet der Motor um und dreht in die andere Richtung. Das Kniehebelgelenk wird mit der Torsionsstange wieder zusammengezogen. Damit bewegen sich die Module wieder zurück in die Ausgangsposition.
Statt der Module ist hier ein Sandsack mit einem Gewicht von 20 Kilogramm an die Sparren des Montagesystems gehängt. Montagepfosten, Motor, Torsionsstange, Kniehebel und Sparren bilden die Grundeinheit eines Solartrackers von Mounting Systems.
50 Jahre Belastung testen
Jede vollständige Bewegung – einmal hin und wieder zurück – ist die Strecke, die ein solcher Solartracker jeden Tag bewältigen muss, nur dass es hier keinen ganzen Tag, sondern nur wenige Minuten dauert. „Wir wollen mit der Präsentation zeigen, wie wir die Belastungstests für unsere Montagegestelle realisieren“, erklärt Karsten Weltzien, Produkt- und Technikleiter bei Mounting Systems, das ungewöhnliche Exponat, mit dem das Unternehmen auf die diesjährige Intersolar gekommen ist.
Konkret wird die Verbindung zwischen Spindel und Mutter getestet. „Wir messen hier die Abnutzung der Plastikmutter unter extremer Belastung“, sagt Karsten Weltzien. Inzwischen sind die Entwickler mit der Simulation im 19. Jahr angekommen. „Bisher haben wir noch keinen Abrieb an der Mutter feststellen können“, betont der Produktmanager von Mounting Systems. „Wir werden den Test so lange weiterlaufen lassen, bis wir 50 Jahre geschafft haben.“
Mounting Systems hat sein erstes Trackersystem der zweiten Generation schon vor einem Jahr auf der Intersolar neu vorgestellt. Es basiert auf dem Freilandsystem Sigma I XL. Daran hat sich grundlegend auch nichts geändert.
Verschiedene Gründungsvarianten
Es bleibt ein Einpfostensystem aus Stahl. Weiterhin bieten die Rangsdorfer verschiedene Möglichkeiten der Fundamentierung oder Gründung des Systems an.
Entweder werden die Pfosten in den Boden gerammt, was die reguläre Möglichkeit ist. Oder die Pfosten werden in Betonfundamente gesetzt. Damit kann der Installateur das System auch auf steinigem Untergrund verwenden. Den eher seltenen Fall, dass eine Trackeranlage auf einem weichen Lehmboden gebaut werden soll, der periodisch zufriert und wieder auftaut, deckt Mounting Systems mit Schraubfundamenten ab, die ebenfalls im Portfolio sind.
Fachwerkbau mit Modulen
Der Motor wird weiterhin an einem zusätzlichen Pfosten befestigt. Jeder Antrieb bewegt eine komplette Trackerreihe mit einer Länge von maximal 160 Meter.n Doch in München haben die Rangsdorfer in diesem Jahr den Prototyp für ein weiterentwickeltes Trackersystem vorgestellt, das im kommenden Jahr auf den Markt kommen wird. „Das neue Trackersystem ist wesentlich leichter als das bisherige“, beschreibt Karsten Weltzien einen der Vorteile. „Das erreichen wir, indem wir für das neue System eine neue Tragwerkskonstruktion verwenden.“
Dadurch muss der Kniehebel nicht mehr das gesamte Gewicht des Modultisches nach oben stemmen. Vielmehr liegt das Gewicht jetzt hauptsächlich auf dem Pfosten, und das Gelenk muss weniger Kräfte ertragen. „Dadurch können wir die einzelnen Teile des Systems filigraner gestalten, was viel Material einspart“, erklärt Karsten Weltzien. Der Antrieb ist damit zudem nicht Teil der Statik. „Dadurch hält das System statisch in sich, auch wenn das Bewegungssystem ausfallen sollte“, sagt Weltzien. „Damit läuft der Tracker auch stabil bei hohen Windlasten.“
Doch nicht nur durch die Materialeinsparung wird der schon mal vorgestellte Tracker preiswerter als das System, das die Rangsdorfer bisher bereits im Portfolio haben. Preisvorteile bietet auch der Einsatz von standardisierten Industriekomponenten für die eigentlichen Antriebskomponenten wie Motor, Steuerung und Getriebe.
Eine Box für die Kabel
Ein weiterer Preisvorteil ist, dass das System eigentlich nur eine Trackerversion des Freilandgestells ist, das Mounting Systems ohnehin im Angebot hat. Dadurch muss das Unternehmen nur Teile zusätzlich aufs Lager legen, die ausschließlich für den Tracker notwendig sind. Montagepfosten, Sparren und Modulträger sind ohnehin schon vorhanden.
Eine zusätzliche Weiterentwicklung des Trackersystems ist eine Steuerbox, die Mounting Systems mit dem neuen Gestell anbieten wird. Diese Box hat gleich zwei Aufgaben. Zum einen übernimmt sie die eigentliche Steuerung des Trackers, die auf astronomischen Tabellen beruht. Das heißt, der Tracker dreht sich in einem vorgegebenen Tempo, das auf dem Sonnenlauf über den Tag am Installationsstandort beruht.
Stromversorgung garantiert
Zum anderen läuft eine 400-Volt-Leitung von der Mittelspannungsverbindungsschiene in die Box. Über diese wird der Motor des Trackers direkt mit Strom versorgt. Um die Versorgung des Motors auch bei Stromausfall sicherzustellen, kann optional eine unterbrechungsfreie Stromversorgung integriert werden. Diese besteht aus einem kleinen Akku, der so viel Strom enthält, dass der Motor das System in Sturmstellung drehen kann.
Auf der anderen Seite ist die neue Steuerbox gleichzeitig optional als Generatoranschlusskasten für die gesamte Trackerreihe einsetzbar. Hier läuft die gesamte Gleichstromverkabelung zusammen, und die Steuerbox reicht den produzierten Solarstrom weiter an die Wechselrichter. Dazu kommt noch ein Kommunikationskabel, mit dem die Anlage auch aus der Ferne ausfallsicher automatisch oder manuell gesteuert werden kann.
Über dieses Kommunikationskabel werden auch die Informationen des Neigungssensors übertragen, der am Tracker befestigt ist. Dadurch hat der Mitarbeiter in der Leitwarte immer einen umfangreichen Überblick, in welchem Winkel sich die Module aktuell zur Sonne neigen.
Ebenfalls schon die zweite Generation eines Trackersystems präsentiert Arausol. Das Unternehmen aus dem schwäbischen Schorndorf hat eine ganz eigene Version eines Nachführsystems entwickelt.
Denn der Tracker dreht die Module nicht vertikal, sondern führt sie horizontal der Sonne nach. Die Module werden dazu auf einem Montagesystem installiert, das wiederum auf einem kreisrunden Zentrallager montiert ist.
Ein zweiachsiges Modulkarussell
Dieses Zentrallager wird horizontal von einem Antriebssystem am Außenring gedreht. Auf diese Weise rotiert der gesamte Kraftwerksblock im Verlaufe eines Tages um seinen Mittelpunkt um 240 Grad von Osten über Süden nach Westen. Nachts fährt er in die Ausgangsposition zurück.
Jetzt hat Arausol diese einachsige Nachführung um eine weitere Achse ergänzt. Die Module stehen nicht mehr fest auf dem Montagesystem, sondern werden zusätzlich in vertikaler Richtung dem Lauf der Sonne folgend gedreht. „Wir haben ausgerechnet, dass wir auf diese Weise einen Mehrertrag von bis zu 15 Prozent im Vergleich zu einem herkömmlichen einachsigen Trackersystem erreichen”, sagt Jamie Arau, Geschäftsführer von Arausol.
Im Vergleich zu bisherigen einachsigen Trackersystemen liegt der Flächenbedarf allerdings etwas höher. Denn Arausol braucht mit seinem System etwa 20 Quadratmeter pro Kilowatt installierter Leistung. Schließlich hat schon das kreisförmige Drehsystem, auf dem das Montagesystem installiert ist, einen Durchmesser von etwa 40 Metern. Da die Sparren, auf denen die Module installiert sind, aber über diesen Kreis hinausragen, erreicht der gesamte Kraftwerksblock einen Durchmesser von fast 50 Metern.
Mehr Fläche, mehr Ertrag
Ein herkömmlicher einachsiger Tracker kommt mit etwa 17 Quadratmetern pro Kilowatt Modulleistung aus. Eine feste Aufständerung der Module braucht noch weniger Platz. Doch stehen dem die höheren Erträge einer zweiachsigen Nachführung gegenüber, die die Mehrkosten für die größere Fläche schnell wieder ausgleichen.
Denn das System erzeugt im Vergleich zu einer fest aufgeständerten Anlage nach Angaben von Arausol einen Mehrertrag von 30 Prozent. Zumindest für die Sonneneinstrahlung in Arizona gelten diese Werte. Denn dort baut Arausol gerade das erste System mit der neuen Version seines Rundtrackers. Zwei weitere Anlagen entstehen derzeit auf Kreta. Der neue Rundtracker von Arausol verknüpft die Idee, zusammenhängende Kraftwerksblöcke zu errichten, mit der Idee einer zweiachsigen Nachführung. Denn bisher standen solche zweiachsigen Anlagen auf jeweils separaten Pfosten und mussten in großem Abstand zueinander errichtet werden, damit sie sich nicht gegenseitig verschatten.
Durch die Anordnung der Module in einem Kraftwerksblock steigt die Leistung, die der Planer auf eine Fläche bekommt, auch im Vergleich zu herkömmlichen zweiachsigen Nachführungen. „Außerdem bleiben wir mit diesem System in der Nähe des Bodens, genau wie bei einem normalen Ost-West-System, und können sehr kompakt bauen”, betont Jamie Arau. Dadurch kann das System höheren Windlasten als herkömmliche zweiachsige Tracker standhalten. Für die anvisierten Zielmärkte ist das nicht unerheblich.
Mehrkosten schnell ausgeglichen
Jeder Kraftwerksblock, der auf jeweils einem Rundtracker installiert ist, besteht aus 432 Modulen. Dabei werden pro Reihe drei Module installiert. Jeder Block enthält drei Trackerreihen mit insgesamt 216 Modulen. Auf beiden Seiten folgt dann je eine Trackerreihe mit je 63 Modulen. Am äußeren Rand ist auf beiden Seiten jeweils eine Trackerreihe mit je 45 Modulen angeordnet. Um Verschattungen zu vermeiden, stehen die Modulreihen jeweils sechs Meter auseinander.
Die Herausforderung beim Bau eines solchen Kraftwerks ist es, den gesamten Tracker waagerecht zu errichten. Jamie Arau sieht das aber nicht als Hürde. „Mit einer Laservermessung wird die gesamte Anlage waagerecht in eine Ebene gebracht, das ist inzwischen Standard in der Baubranche”, sagt der Geschäftsführer. „Leichte Unebenheiten können wir über die Länge der Betonfundamente ausgleichen, auf denen der Tracker steht.”
Zudem ist der Motor gefedert gelagert, da der Tracker nie perfekt rund ist. Dadurch kann er leichte Toleranzen ausgleichen und sich dem System anpassen.
Eva Belletti von Talesun Solar
Ein wirklich schönes Tätigkeitsfeld
Vor zehn Jahren war ich als Rechtsanwältin mit dem Schwerpunkt Vertragsrecht bei einer großen internationalen Kanzlei tätig und habe mich sehr für grüne Themen interessiert. Die Solarindustrie stand damals noch in den Startlöchern, es gab erste Überschneidungen mit meinen Aufgabengebieten. In die Branche selbst stieg ich erst 2010 richtig ein.
Für mich stellte die Solarkraft schon damals ein großes Versprechen für eine saubere Energieversorgung der Zukunft dar. Die Stimmung war seinerzeit von einer unglaublichen Dynamik und vom Aufbruch geprägt – dementsprechend hoch waren natürlich auch die persönlichen Ziele und Erwartungen.
Mein Einstieg in die Solarbranche fiel mit der Boomphase zusammen, und es war einfach für mich, schnell Tritt zu fassen. Nach den marktregulierenden Einschnitten des Gesetzgebers sowie den Antidumpinggesetzen hat die Branche schmerzhafte Einschnitte erlitten. Viele Firmen waren davon negativ betroffen. Aber gerade in schwierigen Situationen gilt es, Tag für Tag mit dem richtigen Willen, der notwendigen Leidenschaft und guten unternehmerischen Entscheidungen weiterzumachen.
Ich fühle mich in der Solarbranche sehr gut aufgehoben und kann mich in meinem Job voll entfalten. Für mich ist es ein wirklich schönes Tätigkeitsfeld, weil wir durch unsere Arbeit die saubere und sichere Stromgewinnung weltweit vorantreiben und dem Klimawandel entgegenwirken können. Gleichzeitig handelt es sich um eine junge und internationale Branche mit vielen Potenzialen.
In zehn Jahren wird sich der Solarmarkt sehr verändert haben: Nachdem die meisten Claims weltweit abgesteckt sein werden, wird es meines Erachtens einen starken Zweitmarkt geben, der stark von der Betriebsführung und Instandhaltung der Anlagen geprägt sein wird. Dabei wird auch der Wiederverwertung sowie dem Recycling von Modulen eine neue Bedeutung zukommen.
Mein Motto lautet: Das Ziel vor den Augen nicht verlieren sowie die Leidenschaft, weil dann genügend Kraft vorhanden, ist wenn die Tiefen kommen.
Eva Belletti ist Geschäftsführerin von Talesun Solar.
B. Trinkerl und M. Bönisch von Heckert Solar
Go your own way!
Sehr geehrter Herr Schwarzburger,
sehr geehrtes photovoltaik-Team,
wir gratulieren Ihnen ganz herzlich zum zehnjährigen Jubiläum und wünschen Ihnen für die Zukunft weiterhin alles Gute und viel Erfolg. Vielen Dank für die langjährige und gute Zusammenarbeit. Bleiben Sie, wie Sie sind, und:
Go your own way!
Benjamin Trinkerl ist Geschäftsführer, Michael Bönisch (vordere Reihe Mitte) ist Prokurist sowie Leiter für Vertrieb und Marketing von Heckert Solar in Chemnitz.
Peter Prasser von Kioto Solar
„Partner des Handels und der Installateure“
Seit wann gibt es Kioto Solar?
Peter Prasser: Mit der Fertigung von Solarmodulen haben wir 2003 begonnen. Vorher waren wir schon längere Zeit mit thermischen Solarkollektoren erfolgreich. Vor zehn Jahren war ja die Hochzeit bei der Solarwärme. 2007 hatten wir die ersten Gehversuche in der Photovoltaik hinter uns. Stellen Sie sich vor, am Anfang haben wir die Zellstrings noch mit der Hand gelötet. 2007 kam dann der erste von uns selbst entwickelte Stringer in die Fabrik. Der war damals noch viel teurer als die Maschinen heute.
Zur Kioto Gruppe gehören neben der Modulfabrik auch Tisun in Tirol und Sonnenkraft sowie die Firma PVP, die gebäudeintegrierte Solarmodule anbietet. Hatten Sie vor zehn Jahren schon eine solche Firmengruppe im Blick?
Zugegeben, am Anfang war ich etwas skeptisch, ob das mit Sonnenstrom klappt. Wir kamen ja aus der Solarthermie, die damals viel aussichtsreicher bewertet wurde. Dass die Photovoltaik so schnell wirtschaftlich wird, habe ich in meinen kühnsten Träumen nicht zu hoffen gewagt. Heute ist weltweit die Sonne die wichtigste Energiequelle. Auch bei der Solarwärme sehen wir genug Wachstum. Aber wir dürfen nicht schlafen, der Preisdruck in der Photovoltaik bleibt enorm. Auch durch die Strafzölle der EU auf Rohstoffe und zu hohe Mindestpreise bei Zellen haben wir leider einen deutlichen Wettbewerbsnachteil zu verkraften. Deshalb haben wir mit Standardmodulen bei großen Megawattprojekten immer weniger die Chance, unsere Produktion zu füllen. Wir müssen uns mit den Märkten verändern.
Wohin geht die Reise im kommenden Jahrzehnt?
Die Energieversorgung wird dezentral, wir müssen und werden viel mehr gebäudeintegrierte Anlagen bauen. In spätestens fünf Jahren wird bidirektionales Laden erlaubt sein. Dann rücken E-Autos und Gebäude noch enger zusammen. Die Solardächer und Solarfassaden werden sich vergrößern, um auch die Autos zu versorgen.
Wie stellen Sie sich bei Kioto darauf ein?
Innerhalb unserer Firmengruppe wird Tisun die Systemtechnik für die Elektromobilität übernehmen, zum Beispiel die Ladetechnik für Elektroautos mit einem schönen Solarcarport. Wir werden mit gewerblichen Kunden beginnen, dort ist der Bedarf am größten, dort entwickelt sich bereits ein Markt. Auf alle Fälle bleiben wir in Österreich und der näheren Umgebung. Das sind unsere Kernmärkte, hier sind wir der verlässliche Partner des Handels und der Installateure.
Peter Prasser ist Geschäftsführer von Kioto Solar.
Die neue Steuerbox kann der Anlagenplaner gleich als Generatoranschlusskasten nutzen.
Arausol hat ein regelrechtes Karussell für die Module entwickelt. Die Reihen drehen sich mit dem Lauf der Sonne.
