Bildlegende: Vertikale Nachführsysteme sorgen ganztägig für höchste Ausnutzung der Sonnenenergie. Dafür wird der Werkstoff iglidur® P eingesetzt.
Der Photovoltaik-Markt ist im Umbruch. Sinkende Einspeisevergütungen für Solarstrom haben Auswirkungen auf die generelle Investitionsbereitschaft. Trotzdem behauptet sich ein noch junges Unternehmen in der Branche. Es setzt auf robuste Nachführsysteme, die die Sonnenenergie ganztägig effizient nutzen. Damit sie bei Wind und Wetter einwandfrei funktionieren, kommen Polymer-Gleitlager ins Spiel. Sie sorgen für die notwendige Funktionssicherheit.
„Die Grundidee unseres Unternehmens war, Sonnennachführung mit einer pfiffigen Technik günstig und effektiv umzusetzen“, erläutert Thomas Vogel, Geschäftsleiter und Firmensprecher der TecnoSun Solar Systems AG in Neumarkt/Oberpfalz. Das im April 2010 gegründete Unternehmen ist mit rund 12 Mitarbeitern als Hersteller von Photovoltaiksystemen (PV) tätig. Der Firmensitz ist günstig: Die Standortbedingungen einer auf erneuerbare Energien setzenden Stadt bieten gute Rahmenbedingungen für das junge Unternehmen. Da die Dezentralisierung der Strommärkte ein wichtiges Zukunftsthema bleibt, sind es vor allem Kommunen und Gemeinden, aber auch Privatinvestoren, die auf regenerative Energie setzen. Bestand das Grundsystem ursprünglich aus einer Zweiachsführung, wird sie heute durch ein Einachsführung ergänzt. Dazu kommt ein aerodynamisches System für Flachdächer. Es handelt sich um eine festaufgeständerte Lösung, die ohne Verletzung der Dachhaut auf Flachdächern installiert werden kann. „Und auf der Intersolar stellen wir eine Anlage für Lärmschutzwände vor, die schon im Vorfeld auf großes Interesse stößt“, so Thomas Vogel. „Sie wird spätestens ab Mitte des Jahres in Serie produziert.“
Kein Verschandeln der Landschaft
Zurzeit liegt die Nachfrage eindeutig auf den vertikale Einachsnachführsystemen, die wirtschaftlicher zu betreiben sind. Je weiter man in den Süden Europas kommt, wo die Sonneneinstrahlung deutlich höher ist, desto eher rechnen sich dagegen Zweiachsnachführungen Solarmodule erreichen ihre maximale Leistung erst dann, wenn die Sonnenstrahlen in einem 90°-Winkel auf die Module treffen. Nachführsysteme für PV-Anlagen (Tracker) sind Systeme, die unabhängig von der Grundflächenausrichtung sind. Sie folgen dem Sonnenverlauf während eines Tages und stellen somit einen optimalen Winkel zwischen Sonne und Solarmodul her, die Auslastung der Module wird optimiert. Der Mehrertrag durch den Einsatz eines Nachführsystems liegt nachweisbar bei bis zu 40 %. Es wird eine deutlich höhere Leistung und eine gleichmäßige Leistungsausbeute während des gesamten Tages erzielt. „Bisher wurden Trackersysteme häufig mit nachteiligen Argumenten belegt“, so Thomas Vogel. „Sie gelten landläufig als zu teuer und verschandeln aufgrund ihrer Größe die Landschaft, da sie meist mehrere Meter hoch sind. Wir sind einen anderen Weg gegangen und wollten die Bauhöhe niedrig halten, was ebenfalls die Kosten im Vergleich zu anderen Systemen sehr weit gesenkt hat.“ Die Vorteile der Nachführsysteme dieses Anbieters sind dementsprechend schnell auf den Punkt gebracht: Sie liegen unter anderem in der geringen Bauhöhe von rund 1,5 m und der damit verbundenen Materialeffizienz. Dadurch lassen sich die PV-Anlagen gut in das Landschaftsbild integrieren und bieten eine geringe Windangriffsfläche. Dazu kommt das Antriebskonzept. Bis zu 120 Tracker werden mit nur einem Motor betrieben. Das entspricht einer Modulfläche von rund 400 m2. Hierdurch konnten die Systemkosten deutlich gesenkt werden. Die Kraft wird mit Hilfe eines extrem stabilen Drahtseils übertragen, welches jeweils um die einzelnen Nachführgestelle gelegt wird. Der Motor erhält von einer elektronischen Steuerung Stellimpulse. Diese werden auf eine Drehspindel übertragen, die wiederum das Drahtseil bewegt, welches dann die einzelnen Gestelle auslenkt. Auf diese Weise wird die Position der Nachführanlage laufend an den Sonnenstand angepasst.
Schnee, Zugbelastungen und Verkantungen
„Im Vorfeld der Anlagenentwicklung haben wir aufwändig eine Reihe von Praxistests mit den unterschiedlichsten Lagern durchgeführt, um verlässliche Aussagen zum Verhalten bei Belastungen treffen zu können. Verschiedene Anbieter haben ihre Produkte präsentiert“, so Thomas Vogel. „Die Testergebnisse haben technisch immer eindeutig für die schmiermittelfreien Polymer-Gleitlager gesprochen. Dazu kommen das gute Preis-/Leistungsverhältnis sowie die umfassende Betreuung. Unser zuständiger Ansprechpartner im Außendienst, Bernhard Hofstetter, steht mit uns im ständigen Dialog und informiert uns über Neu- und Weiterentwicklungen, so dass wir immer auf dem neuesten Stand der Technik sind.“ Das Anforderungsprofil an die Gleitlager ist extrem hoch. Sie müssen über Jahrzehnte witterungsbeständig sein, Schmutz und Feuchtigkeit aushalten sowie einfach zu montieren sein. Auch Gewicht durch Schneelasten spielt eine Rolle. Dazu werden sie in Teilbereichen stark belastet, da relativ starke Drehbewegungen auf die mechanische Grundkonstruktion einwirken. Außerdem treten an den Eckpunkten, wo das Seil zieht, Zugbelastungen auf, die mehrere 100 kg betragen können. Vor der Entscheidung, welcher Werkstoff am besten für dieses Anforderungsprofil geeignet ist, hat auch der Polymerlieferant unter anderem verschiedene Belastungsberechnungen durchgeführt und nach dem Ausschlussverfahren den Werkstoff iglidur® P empfohlen.
