Die Verfolgung der Sonne macht Solarmodule an Land und auf dem Wasser effizienter

Alles Leben auf der Erde ist auf die Energie der Sonne angewiesen. Heute verfügen wir über Solarmodule, die im Vergleich zu ihren Vorgängern von vor 50 Jahren unglaublich effizient sind. Diese Effizienz wird jedoch beeinträchtigt, wenn die Module nicht richtig zur Sonne ausgerichtet sind. Das Problem wird durch die Tatsache verkompliziert, dass die Erdachse geneigt ist, wodurch sich der Winkel ändert, in dem Sonnenlicht zu verschiedenen Jahreszeiten auf unseren Planeten trifft.

Feste Solarmodule, wie sie in einer typischen Solaranlage auf dem Dach vorkommen, arbeiten die meiste Zeit unter ihrem maximalen Wirkungsgrad. Das bedeutet, dass ihre Leistung geringer ist, als wenn sie den größten Teil des Tages direkt auf die Sonne gerichtet wären. Tracking-Systeme können dazu beitragen, die Effizienz zu steigern, erhöhen jedoch die Kosten und die Komplexität jedes Solarsystems. Sind die Vorteile, die sie bieten, das zusätzliche Geld wert?

Bill Bender ist der Leiter von Solaflect in Vermont. Er und sein Team haben eine Solaranlage entwickelt, die aus 16 Modulen besteht – etwa so groß wie eine typische Solaranlage auf dem Dach – und eine Nennleistung von 6,25 kW hat. Das Solaflect-System ist auf einem mehrachsigen Gerät montiert, das die Paneele den ganzen Tag über direkt auf die Sonne richtet. Das Ergebnis sei eine Effizienzsteigerung um 40 Prozent, sagt er. Sehen Sie sich das Video an, um das Solaflect-System in Aktion zu sehen.

Bei einem Sturm neigt der Tracker das Array in eine horizontale Position, um die Kraft starker Winde zu minimieren. Das Unternehmen hat bisher etwa 1200 Systeme installiert, hauptsächlich in Neuengland. Seine Kunden schätzen sehr, dass der Schnee sofort abrutscht, wenn der Tracker die Paneele senkrecht aufstellt.

Das Unternehmen verfügt über eine Reihe von Verkaufs- und Leasingprogrammen, die es Kunden ermöglichen, ihre Solaflect-Systeme mit den Einsparungen zu bezahlen, die sie auf ihren Stromrechnungen erzielen. Die Gewissheit, dass sie für die Stromversorgung ihrer Häuser emissionsfreien Strom verwenden, ist zwar von Vorteil, sie haben aber auch den Vorteil, dass sie sich vor regelmäßigen Erhöhungen der Stromtarife schützen, die in der Regel durchschnittlich etwa 3 % pro Jahr betragen.

Solaflect Energy entwickelte 2007 das erste Solaflect Solar Tracking-System. Das US-Energieministerium gewährte dem Unternehmen Zuschüsse in Höhe von 2 Millionen US-Dollar für die Weiterentwicklung der Technologie. Aufgrund kontinuierlicher Investitionen und technischer Verbesserungen ist der patentierte Solaflect Tracker heute das fortschrittlichste und zuverlässigste Solarstromsystem für Privathaushalte und kleine Unternehmen auf dem Markt, so das Unternehmen.

Schwimmendes Solar mit mehrachsiger Verfolgung

Anfang dieses Jahres berichteten wir über Forschungen von Wissenschaftlern in Australien, die darauf hinwiesen, dass die Installation schwimmender Solaranlagen in den Weltmeeren genug Strom erzeugen könnte, um den Bedarf aller Menschen und Unternehmen auf der Erde zu decken. In diesem Bericht wurde festgestellt, dass äquatoriale Gebiete am besten für schwimmende Solarenergie geeignet sind, da sie selten Hurrikanen und anderen größeren Sturmereignissen ausgesetzt sind. (Das kann sich ändern, wenn sich die Erde weiter erwärmt.)

Solaris Float, ein in Portugal ansässiges Unternehmen, sagt, es habe eine innovative schwimmende Solarlösung entwickelt, die sich von herkömmlichen schwimmenden Solarsystemen unterscheidet. Bei der ein- oder zweiachsigen Nachführung wird die schwimmende Insel von Elektromotoren angetrieben, um das Array auf die Sonne auszurichten. Diese Motoren verbrauchen weniger als 0,5 % der insgesamt erzeugten Energie. Entsprechend der BBCDas System, das das Unternehmen PROTEVS nennt, ist das erste, das schwimmende Solarmodule mit Sonnennachführungstechnologie kombiniert.

Die erste schwimmende Solaranlage befindet sich derzeit im Oostvoorne Meer, einem See im Südwesten der Niederlande. Es besteht aus 180 mobilen Solarmodulen mit einer Leistung von 73 Kilowatt Spitzenleistung. Wie das Solaflect-System gibt das Unternehmen an, dass sein Tracking-System eine Steigerung der Energieproduktion um bis zu 40 % ermöglicht, dank seiner hochentwickelten Technologie, die es seinen doppelseitigen Paneelen ermöglicht, der Bewegung der Sonne zu folgen, wenn sie jeden Tag über den Himmel wandert.

Das Unternehmen bietet demnach zwei Arten schwimmender Solarsysteme an Interessante Technik. Das erste ist das PROTEVS+, das über 180 Module mit zweiachsiger Nachführung verfügt. Es hat einen Durchmesser von 38 Metern und nimmt eine Fläche von 1.444 Quadratmetern ein. Der zweite ist der PROTEVS Single 360, der einen einachsigen Tracker verwendet. Es verfügt über 410 Solarmodule, die in einer festen Neigung von 10 Grad montiert sind, und eine Leistung von 147 kW.

Laut Solaris Float sind die PROTEVS-Lösungen modular, abnehmbar und skalierbar und lassen sich einfach installieren. Da die Module abnehmbar sind, können die Inseln zu einem größeren schwimmenden Solarpark zusammengelegt werden.

Zusätzliche Vorteile

Neben der Bereitstellung von erneuerbarem Strom haben die schwimmenden Inseln von Solaris Float laut eigenen Angaben auch positive Auswirkungen auf die Gewässer, in denen sie sich befinden. Die durch die schwimmende Struktur und die Sonnenkollektoren erzeugten Schatten senken die Temperatur des Wassers unter der Anlage. Das Unternehmen behauptet, die Verdunstung im darunter liegenden Gewässer um 60 % zu reduzieren.

Das Unternehmen gibt an, dass die Wasserqualität auch durch die Reduzierung von Algen und anderen Mikroorganismen aufgrund dieser Verschattung verbessert wird. Diese Reduzierung kann durch die Installation von Sauerstoffgeräten an Bord der schwimmenden Inseln noch verstärkt werden.

Solarparks nehmen viel Platz ein

Entsprechend Populärwissenschaft, Solarparks, die der Sonne nachgeführt werden, unterliegen Einschränkungen. Es heißt, dass die Solaris Float-Systeme in Äquatornähe nicht so effizient sein werden, da die Module den ganzen Tag horizontal bleiben. Sie müssen auch an Orten mit schwachen Gezeitenströmungen installiert werden, um zu verhindern, dass die Systeme aus ihrer Position verschoben werden.

Das Magazin verwies auch auf eine Studie der Universität Leiden in den Niederlanden, die schätzte, dass Solarparks 40- bis 50-mal so viel Fläche wie Kohlekraftwerke und 90- bis 100-mal so viel Land benötigen wie Methankraftwerke. In diesen Schätzungen sind natürlich nicht die enormen Landflächen enthalten, die für Kohlebergwerke und Methangasfelder erforderlich sind, sowie die Infrastruktur, die erforderlich ist, um diese Brennstoffe dorthin zu bringen, wo sie verbraucht werden.

Das wegnehmen

Effizienz ist der Schlüssel zur Bewältigung der Herausforderung eines sich erwärmenden Planeten. Mehr als die Hälfte der bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe erzeugten Energie wird verschwendet, ein Großteil davon als Wärme. In den letzten 50 Jahren entspricht diese verschwendete Energie der Wärme, die erzeugt wurde 25 Milliarden Atombomben. Das können wir uns einfach nicht mehr leisten, wenn wir die Erde für Menschen bewohnbar halten wollen.

Effizienz macht oft den Unterschied zwischen der Rentabilität neuer Technologien und dem Verlust von Geld. Tracking-Systeme für Solaranlagen erhöhen zwar die Kosten und die Komplexität, können jedoch entscheidend für die Kapitalrendite eines Kunden sein, insbesondere in höheren Breitengraden, wo die Sonne die meiste Zeit des Jahres tiefer am Horizont steht.

Solaflect und Solaris Float machen beide wichtige Fortschritte in Richtung effizienterer Solaranlagen. Diese höhere Effizienz macht das Geschäftsmodell der Solarenergie attraktiver, da die Zeit verkürzt wird, die für die Erzielung einer positiven Kapitalrendite sowohl für private als auch gewerbliche Solarkunden erforderlich ist.