Solar-Tracking-System: Funktionsweise, Typen, Vor- und Nachteile

Sie kennen PV-Module, aber kennen Sie auch Solartracker? Sie sind zwar weniger bekannt, spielen aber eine wichtige Rolle in der Solarenergie. Sie sorgen dafür, dass das Modul konstant zur Sonne ausgerichtet ist und so die Sonneneinstrahlung optimiert wird. In diesem Blogbeitrag erfahren Sie mehr über Funktionsweise, Typen, Anwendungen und Kosten von Solartrackern.

Solar-Tracking-System

Diese Tracker werden häufig verwendet, um Solarmodule so auszurichten , dass sie maximales Sonnenlicht einfangen. Durch diese Justierung wird die Lichtreflexion minimiert, wodurch die Module mehr Sonnenenergie aufnehmen können. Ein kleinerer Einfallswinkel führt zu einer höheren Energieproduktion eines Photovoltaikmoduls. Zu den Komponenten eines Solartrackers gehören:

• Tracker-Montierung: Hält das Panel in der richtigen Neigungsposition.
• Treiber: Steuert die Drehung der Motorwelle.
• Sensoren: Erkennen Sie sonneninduzierte Parameter und stellen Sie die Ausgabe bereit.
• Motor: Steuert die Bewegung des Trackers.
• Algorithmus: Berechnet die Position der Sonne anhand von Uhrzeit, Datum und geografischem Standort.
• Weitere Elemente sind PV-Zellen, SPS, Signalverarbeitungseinheiten, Sensoren, elektromagnetische und mechanische Bewegungssteuerungsmodule sowie Stromversorgungssysteme.

Funktionsprinzip des Solar-Tracking-Systems

Bei zunehmender Sonneneinstrahlung aktiviert sich das Panel und sendet Daten an die Sensoren. Diese Daten werden an die SPS (Speicherprogrammierbare Steuerung) übertragen, die sie vergleicht und ein Signal ausgibt, um den Motor anzutreiben und das Panel so auszurichten, dass es optimal zur Sonne steht. Ein exakt senkrecht zur Sonne ausgerichtetes Solarpanel erzeugt mehr Strom als ein nicht ausgerichtetes.

Die Hauptanwendung von Solarnachführungssystemen besteht darin, Solar-Photovoltaikmodule (PV-Module) zur Sonne auszurichten. Meistens werden sie zusammen mit Spiegeln verwendet, um das Sonnenlicht auf die Module zu lenken.

Querverweis : Entwurf und Implementierung eines hocheffizienten Trackingsystems

Arten von Solartrackern

Basierend auf ihrer Funktionsweise, ihrer Bewegung/Flexibilität und der Art des Trackers werden sie wie folgt klassifiziert:

Kenngrößen	Typ 1	Typ 2
Zusammen Arbeiten	Passives Tracking Geräte nutzen die natürliche Wärme der Sonne, um die Paneele zu bewegen.	Aktive Verfolgung Geräte passen Solarmodule an, indem sie das Sonnenlicht auswerten und die beste Position finden
Open-Loop-Tracker	Zeitgesteuerte Tracker Verwenden Sie einen festen Zeitplan, um die Paneele für das beste Sonnenlicht zu verschiedenen Tageszeiten einzustellen.	Höhen-/Azimut-Tracker mit einer vertikalen Haupt- und einer horizontalen Nebenachse verfolgt die Sonne präzise in zwei orthogonalen Dimensionen.
Bewegungs- oder Richtungsflexibilität	Einachsige Tracker Passen Sie die Paneele durch Drehen um eine Achse an, die normalerweise von Nord nach Süd ausgerichtet ist.	Zweiachsige Solartracker Ermöglicht die Drehung der Paneele um zwei Achsen, horizontal und vertikal.

Sehen Sie sich außerdem die verschiedenen Montagearten von Solar-PV-Modulen an.

Einachsige vs. zweiachsige Solartracker 

Aspekt	Einachsige Solartracker	Zweiachsige Solartracker
Bewegung	Dreht sich um eine Achse	Dreht sich auf zwei Achsen
Richtungsanpassung	Verschiebt Bedienfelder von Ost nach West der Sonne nachführen	Passt Bedienfelder an in alle Richtungen – Norden, Süden, Osten und Westen
Effizienzverbesserung	Verbessert die Effizienz ohne zusätzliche PV-Module	Maximiert die Solarenergieerzeugung das ganze Jahr über
Installationskosten	Hohe Erstinstallationskosten	Höhere anfängliche Installationskosten
Erholungsphase	Schnelle Wiederherstellung der Kosten und Ausgaben	Längere Erholungsphase aufgrund höherer Anschaffungskosten
Tracking-Funktionen	Begrenzte Tracking-Funktionen im Vergleich zu zweiachsigen Trackern	Erweiterte Tracking-Funktionen mit Sensoren und Algorithmen
Geeignete Standorte	Geeignet für die Installation in sonnigen, ebenen Gebieten	Geeignet für Gewerbeimmobilien mit unterschiedlichen Sonneneinstrahlungswinkeln

Aktiver vs. passiver Solartracker 

Aspekt	Aktiver Solar-Tracker	Passiver Solar-Tracker
Energiequelle	Benötigt eine eingebaute Energieversorgung zum Antrieb von Motoren oder Geräten	Nutzt die Wärme der Sonne zum Bewegen von Paneelen ohne zusätzliche Energiequelle
Orientierungsbestimmung	Nutzen Sie Wärme, um die Paneele zur Sonne zu neigen	Nutzt Wärme, um die Paneele zur Sonne zu neigen
Komplexität	Komplexer aufgrund der Beteiligung mechanischer Geräte	Vereinfachter Mechanismus ohne mechanische Teile
Zuverlässigkeit	Auf Energieversorgung angewiesen für Dauerbetrieb	Verlässt sich auf natürliche Wärmezyklen für Bewegung
Wartung	Möglicherweise ist eine regelmäßige Wartung erforderlich für mechanische Komponenten	Generell geringerer Wartungsaufwand durch weniger bewegliche Teile
Geeignete Anwendungen	Ideal für große und komplexe Solaranlagen	Geeignet für kleinere Installationen und abgelegene Standorte

Lesen Sie auch: Geerdete vs. ungeerdete PV-Systeme: 5 wesentliche Unterschiede

Vor- und Nachteile von Solar Tracker System

Die Vor- und Nachteile von Solartrackern sind:

Vorteile	Nachteile
Steigern Sie die Produktivität mögliche Erhöhungen zwischen 10 % und 25 % durch erhöhte direkte Sonneneinstrahlung.	Seine Initiale Die Investitionskosten sind relativ hoch aufgrund der Anwesenheit beweglicher Teile.
Effiziente Nachführung der Sonne, was zu bessere Energieausbeute.	Benötigt mehr Wartung, wobei die Höhe von der Art und Qualität des Trackingsystems abhängt.
Wertvolle Werkzeuge für Optimierung der Landnutzung.	Seine Installation erfordert umfangreiche Standortvorbereitung, einschließlich zusätzlicher Grabungen für die Verlegung von Leitungen und Nivellierungen.
Die Überwachung der Leistung ist einfach und kann direkt von Ihrem PC aus durchgeführt werden.	Nicht ideal bei Schneewetter und sind in heißen Klimazonen vorteilhafter.

Preis des Solar-Tracking-Systems

Allein die Nachführsysteme können zwischen 500 und über 1,000 US-Dollar pro Modul kosten. Der Einsatz von Solartrackern kann die Kosten einer Photovoltaikanlage erheblich erhöhen. Beispielsweise kostet eine standardmäßige 4-Kilowatt-Freiflächenanlage etwa 13,000 US-Dollar.

Entscheiden Sie sich für ein einachsiges Nachführsystem für dieselbe Anlage, steigen die Gesamtkosten auf etwa 20,000 US-Dollar . Dies entspricht einem Aufpreis von 57 % gegenüber den Kosten der festen Anlage bei einer Steigerung des Solarstromertrags um lediglich 35 %. Ein zweiachsiges Nachführsystem wäre noch teurer und würde sich auf rund 26,000 US-Dollar belaufen . Damit verdoppeln sich die Kosten der gesamten fest installierten Freiflächenanlage.

Hinweis : Die Preise können je nach Marktlage und Standort sowie der Art des gewählten Trackers variieren.

Ist ein Solar-Tracking-System das Richtige für Sie?

Diese Ausrüstung steigert die Stromerzeugung sowohl bei boden- als auch bei dachmontierten Anlagen deutlich. Sie ist jedoch nicht für jede Modulkonfiguration geeignet. Sie empfiehlt sich vor allem für Anlagen mit begrenztem Platzangebot und hohem Energiebedarf.

Sie müssen Faktoren wie Klima, Platz und Beschattung berücksichtigen, bevor Sie sich für eine Solarnachführung entscheiden. Diese Nachführungssysteme bieten aufgrund der jährlichen Sonnenbewegung die größten Vorteile an Standorten in hohen Breitengraden.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass ein Solartracker die Solarmodule in einem Winkel zur Sonne ausrichtet. Dieses fortschrittliche Überwachungssystem dreht die Module, um dem Sonnenstand zu folgen und so die Energieausbeute zu optimieren. Weitere Informationen zum Thema Solarenergie finden Sie in unserer entsprechenden Kategorie.

Empfehlung : Warum produzieren meine Solarpaneele nicht genügend Strom?