07.06.2009 Frank Kaltenbach

Effizenzsteigerung von Solaranlagen

Die weltweit größte Fachmesse für Solartechnik Intersolar ist mit einem enormen Erfolg zu Ende gegangen. Das Ziel der Veranstalter konnte erreicht werden. Etwa 60.000 Besucher aus über 150 Nationen besuchten die Intersolar 2009 auf der Messe. Zudem konnten über 2.000 Teilnehmer bei den 22 Kongressveranstaltungen in München begrüßt werden.
Neben innovativen Materialentwicklungen konzentrierten sich viele Neuheiten in den Bereichen Photovoltaik und Solarthermie auf eine Effizienzsteigerung, um die zur Verfügung stehenden Flächen optimal zu nutzen und den Wirkungsgrad bei möglichst niedrigem Einsatz der teuren Rohstoffe für Solarzellen zu erhöhen. Zur Erhöhung des Wirkungsgrades von Solaranlagen stehen heute verschiedene Strategien zur Verfügung:
Reflexarme Deckgläser für Solarthermie-Kollektoren:
Bei konventionellen Solarkollektoren dringt ein Anteil der einfallenden Strahlung aufgrund der Reflexion der Deckgläser nicht bis zur Absorbtionsfläche durch. Mit speziellen Beschichtungen ist es jetzt möglich diesen Anteil der Reflexion deutlich zu reduzieren. Kollektoren, die aufgrund der gestalterischen Integration in die Architektur nicht genau nach Süden orientiert sind, werden so effizienter.
Nachführsysteme, Tracking:
Um bei sich ständig veränderndem Sonnenstand den jeweils optimalen Einfallswinkel zu gewährleisten, folgen die beweglich montierten Solaranlagen der Sonne. Meist ist der Sonnenverlauf dem Jahreszeitlichen Wechsel folgend vorprogrammiert, einige Systeme sind mit Sensoren ausgestattet, die millimetergenau die Sonne anvisieren und die Orientierung der Anlage entsprechend nachregeln. Nachführsysteme werden für Photovoltaik und Solarthermie eingesetzt, die Beweglichkeit reicht von der einfachen vertikalen Winkeldrehung über horizontale Verschwenkung bis hin zu komplexen dreidimensional einstellbaren Gelenken.

Konzentrierung der Sonneneinstrahlung, Concentrating Solar Technologies (CST):

Bei großen Solarthermie-Kraftwerken wird das Prinzip der Strahlungsbündelung durch lineare verspiegelte Parabolwannen oder Reflektoren auf einen Punkt seit längerem eingesetzt. Bei Rohstoffengpässen bzw. Kostensteigerungen von Silizium bietet sich die Konzentrierungstechnologie auch für Photovoltaikanlagen an. Zur Fokussierung der Strahlen gibt es unterschiedliche Technologien:

CST: Systeme mit fokussierenden Wannenkonstruktionen:
punktförmig zentrierende Reflektoren aus Metall
Ob zusammenfaltbarer Solarkocher oder PV-Modul – das Prinzip ist das selbe.
Lineare Parabolwannen aus reflektierendem Metall. Kunststoffe sind auch hier auf dem Vormarsch.

Waffelstrukturen aus Kunststoff

CST: Systeme mit fokussierenden Deckscheiben:
Kunststoff-Prismen
Funktionsmodell: Der Brennpunkt des Prismenmoduls ist am Boden sichtbar und trifft genau die Solarzelle

Fresnellinsen, konzentrische Kreise mit einer Mikrostruktur

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Kombination von Nachführung und Konzentrierung
Da die Funktionsfähigkeit dieser Anlagen ganz entscheidend vom exakten Einfallswinkel der Sonnenstrahlen abhängig ist, werden sie mit äußerst präzisen Nachführungssystemen kombiniert. Unten rechts am Modul ist der hochsensible Sensor sichtbar, der den Sonneneinfallswinkel exakt misst und an die Nachführregelung weiterleitet.

Der Intersolar AWARD 2009 für Innovationen wurde an folgende Firmen verliehen:

Bereich Photovoltaik:
Die Aerowest GmbH aus Dortmund, die hochauflösende Luftbilder erstellt, erhielt den Preis für die Software "AeroSolar". Mit Hilfe des Programms kann ohne Ortstermin berechnet werden, ob sich die Installation einer Photovoltaikanlage auf einem bestimmten Dach finanziell rechnet. Dazu erstellt "AeroSolar" ein 3D-Aufmaß der Dachflächen und berechnet, wie viel Strom unter Berücksichtigung der lokalen Gegebenheiten wie Sonnenscheindauer oder Beschattung durch Bäume oder andere Gebäudeteile mit einer Dachanlage erzeugt werden könnte.

Die amerikanische National Semiconductor Corp. wurde für den "SolarMagic power optimizer", der umweltbedingte Energieverluste von Photovoltaikanlagen minimiert, mit dem Intersolar Award gewürdigt. Das Gerät optimiert die Energieausbeute von Dachanlagen erheblich, die durch Bäume oder Schornsteine teilweise im Schatten liegen oder unter Verschmutzung durch Laub beeinträchtigt werden. Der "SolarMagic power optimizer" bietet gerade für Hausbesitzer ein großes Potential zur Erschließung neuer Dachflächen, die bislang als unrentabel eingestuft wurden.

Ein weiterer Intersolar Award ging an das Berliner Unternehmen Solon SE für das Indachsystem "Solon Black 160/05", das herkömmliche Ziegel oder Dacheindeckungen komplett ersetzen kann. Das einfach zu montierende Komplettsystem von Solon ist aufgrund seines geringen Gewichts auch für ältere Dachstühle geeignet. Besondere Highlights des Indachsystems "Solon Black 160/05" sind die komplett schwarzen Module, die schwarzen Seitenbleche sowie die schwarzen Rahmen aus Polyurethan, die für eine ansprechende Ästhetik sorgen.

Bereich Solarthermie:
Das australische Unternehmen NEP Solar Pty Ltd wurde für das Parabolrinnensystem "PolyTrough 1200", für das polymere Materialien eingesetzt werden, mit dem Intersolar Award geehrt. Anstelle der üblichen Unterkonstruktion aus Metall verwendet NEP Solar kostengünstigen und leichten Polymerschaum. Der innovative Reflektor für konzentrierende solarthermische Kollektoren überzeugte die Jury durch den Einsatz der Kunststoffmaterialien, deren Anwendungspotential im Solarbereich noch lange nicht ausgeschöpft ist.

Mit dem "FlowCon Sensor" hat die Resol - Elektronische Regelungen GmbH eine Steuereinheit für Solarsysteme entwickelt, die die komplette Regelung der Anlage übernimmt. Durch den Einsatz des "FlowCon" Sensors kann auf zusätzliche Kollektor- oder Speichersensoren verzichtet werden, ohne dass der Energieertrag der Anlage sinkt. Die Steuereinheit lässt sich dank ausgeklügeltem Regelalgorithmus auch von Unerfahrenen leicht installieren und steigert Betriebs- und Ertragssicherheit der gesamten Anlage.

Die Ritter Energie- und Umwelttechnik GmbH und Co. KG wurde für die Systemlösung "Aqua Expresso" zur Heizungsunterstützung und Trinkwassererwärmung mit dem Intersolar Award ausgezeichnet. Das Kombispeichersystem vereint viele aktuelle Erkenntnisse der Speicherentwicklung in einem Produkt. Der "Aqua Expresso" zeichnet sich durch eine sehr hohe Energieeffizienz bei der Wassererwärmung aus und wurde von der Jury als innovative, verbraucherfreundliche und wirtschaftliche Lösung prämiert.

Obamas Energiewende: Zukunftsmarkt USA

Ein weiterer Trend auf der Intersolar 2009 war die zunehmende Internationalisierung. Länder wie Italien, Spanien und Frankreich interessieren sich zunehmend für Solarenergie. Besonders aber die USA wecken bei der Branche große Erwartungen unter der neuen Energiepolitik von Barak Obama, die maßgäblich auf regenerative Energien setzt.
Vom 14. bis 16. Juli 2009 findet zum zweiten Mal die Intersolar North America in San Francisco statt. Mit 210 internationalen Ausstellern aus der Solarbranche, mehr als 13.000 Besuchern aus 87 Nationen und 1.450 Konferenzteilnehmern war die Premiere der Intersolar North America im vergangenen Jahr ein voller Erfolg. Für 2009 wird eine Steigerung auf 400 Aussteller, mehr als 15.000 Besucher und 1.600 Konferenzteilnehmer erwartet.
Die nächste Intersolar in München findet vom 09. bis 11. Juni 2010 statt.

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