Eine faltbare PV-Anlage der TU Graz soll zwei Probleme klassischer Photovoltaikanlagen gleichzeitig angehen: den möglichst hohen Stromertrag und den Schutz der Module bei extremem Wetter. Das Forschungssystem FLAPTrack richtet seine Solarmodule automatisch nach dem Sonnenstand aus und kann sie bei Sturm, Hagel oder Schnee zusammenklappen. Im Test erreicht die Anlage nach Angaben der Technischen Universität Graz im Durchschnitt knapp 40 Prozent mehr Ertrag als fest installierte Module. An einzelnen Tagen lag der Mehrertrag sogar bei 56 Prozent.
Anders als fest montierte Solarmodule kann FLAPTrack seine Ausrichtung sowohl horizontal als auch vertikal verändern. Dadurch folgen die Module kontinuierlich dem Sonnenstand. Besonders morgens und abends soll sich das bemerkbar machen. In diesen Tagesrandzeiten erzeugt das System laut TU Graz zeitweise mehr als doppelt so viel Strom wie herkömmliche fest installierte Anlagen. Im Durchschnitt liegt der von den Forschenden ermittelte Mehrertrag bei knapp 40 Prozent.
Die bislang höchste genannte Steigerung von 56 Prozent wurde an einzelnen Tagen erreicht. Sie ist damit nicht als dauerhaft zu erwartender Mehrertrag zu verstehen. Gerade im Winterhalbjahr und an Standorten mit niedrigerem Sonnenstand sehen die Forschenden Vorteile für eine Solaranlage mit Sonnen-Tracking.
Eine Besonderheit der Technik ist der automatische Faltmechanismus. In der Nacht und bei drohendem Unwetter können sich die Module zusammenlegen. Bei Sturm oder Hagel werden sie nach Angaben der TU Graz mit den Vorderseiten zueinander gefaltet und anschließend flach abgelegt. Dadurch verringert sich unter anderem die Angriffsfläche für Wind. Die Rückseiten können zusätzlich durch ein Hagelnetz geschützt werden.
Auch Schnee und Staub sollen dadurch weniger Probleme verursachen. Besonders Schnee kann normale Solarmodule zeitweise abschatten und damit den Ertrag reduzieren. Die faltbare PV-Anlage der TU Graz verbindet den Wetterschutz deshalb direkt mit ihrem Nachführsystem, statt dafür eine zweite unabhängige Mechanik einzusetzen.
Kern des Systems ist ein patentierter linearer Aktuator. Dieser übernimmt sowohl die Ausrichtung der Module zur Sonne als auch das Zusammenfalten. Die horizontale Bewegung erfolgt zusätzlich über einen Riemenantrieb mit bodennaher Kreisführung. Die Forschenden wollen damit den technischen Aufwand eines zweiachsigen Trackers reduzieren und zugleich die Installation und den Betrieb wirtschaftlicher machen.
Zweiachsige Nachführsysteme sind grundsätzlich nicht neu. Sie spielen bei kleineren Photovoltaikanlagen bislang aber kaum eine Rolle, weil die zusätzliche Mechanik teuer und besonders gegenüber hohen Windlasten robust ausgelegt werden muss. Genau dieses Problem soll die faltbare Solaranlage aus Graz durch ihre geschützte Position bei schlechtem Wetter umgehen.
Die Technik wird derzeit mit einer Demonstrationsanlage auf einem Bürogebäude am Campus Inffeldgasse der TU Graz getestet. Sie hat eine Leistung von 1,8 Kilowatt-Peak. Zahlreiche Sensoren erfassen unter anderem Wetterdaten, Stromertrag, Verschleiß und die Kräfte, die bei Wind auf die Konstruktion wirken. Diese Messungen sollen die Grundlage für weitere Verbesserungen bilden.
Die Forschenden arbeiten unter anderem daran, den autonomen Betrieb weiter zu optimieren und das Gewicht der Konstruktion durch Leichtbau zu reduzieren. Einen Termin für eine breite Markteinführung oder konkrete Preise nennt die TU Graz bislang nicht. FLAPTrack befindet sich damit weiterhin in der Erprobung. Die bisherigen Ergebnisse zeigen jedoch, welches Potenzial eine Kombination aus Nachführung und automatischem Wetterschutz für künftige Photovoltaikanlagen haben könnte.
Texte werden mit Unterstützung von KI-Tools erstellt und vor Veröffentlichung redaktionell geprüft. Mehr dazu