Solares Bauen: Das Fundament jedes Photovoltaik-Kraftwerks

Grundlegende Unterteilung der Solaranlagen

Photovoltaik-Freiflächenanlagen lassen sich je nach Ausrichtung der Module in drei Grundtypen unterteilen:

• Südausrichtung: Die Paneele sind nach Süden ausgerichtet.
• Ost/West-Ausrichtung (EW): Die Paneele sind nach Osten und Westen ausgerichtet.
• Rotierende Strukturen (Tracker): Die Paneele folgen dem Lauf der Sonne. 

Es gibt auch spezielle und weniger verbreitete Arten von Strukturen, wie z. B.:

• Agrivoltaik: Eine Kombination aus landwirtschaftlicher Produktion und Solarenergie.
• Schwimmende PV-Kraftwerke: Installation von PV-Kraftwerken auf Gewässern.
• Bau an Hängen oder auf Deponien: Sonderlösungen für schwieriges Gelände.

Die Wahl des Solarkonstruktionstyps hängt von den örtlichen Gegebenheiten, dem verfügbaren Platz und den Anforderungen an die Energieerzeugung ab. Eine Südausrichtung ist ideal, um die Produktion zu maximieren; Ost-West-Systeme bieten eine gleichmäßigere Leistung, und rotierende Tracker liefern eine höhere Effizienz. Unabhängig vom gewählten Typ ist eine qualitativ hochwertige Konstruktion die Grundlage für eine erfolgreiche und nachhaltige PV-Anlage. 

In der Praxis sind auch Kombinationen aus mehreren Bauarten möglich. Das Bild zeigt eine Mischung aus Ost-West- und Süd-West-Konstruktion bei dem Projekt Greenbuddies in Silbersberg, Deutschland.

Südausrichtung der Solaranlage

Die Südausrichtung ist die häufigste Variante, die vor allem in den gemäßigten Klimazonen Europas anzutreffen ist. Die Paneele werden in einem Winkel von 25° bis 35° aufgestellt, was eine Maximierung der jährlichen Energieproduktion ermöglicht. Diese Konfiguration war ideal für ältere Anlagen mit fester Einspeisevergütung, ist aber auch heute noch effektiv, wenn die Voraussetzungen gegeben sind:

• Es steht eine ausreichend große Fläche für das Kraftwerk zur Verfügung.
• Die gesamte erzeugte Energie wird über den Tag verteilt genutzt.

Das Bild zeigt eine nach Süden ausgerichtete PV-Freiflächenanlage von Denso in der Tschechischen Republik.

Ost-West-Ausrichtung der PV-Struktur

Anlagen mit Ost-West-Ausrichtung haben in der Regel eine geringere Neigung der Module, in der Regel zwischen 10° und 15°. Diese Lösung bietet mehrere Vorteile:

• Es können bis zu 50 % mehr Paneele auf der gleichen Fläche aufgestellt werden als bei einer Südausrichtung, da es weniger Abschattungen zwischen den Reihen gibt.
• Der Produktionsplan ist gleichmäßiger: Die Produktion beginnt früh am Morgen und bleibt bis zum Abend auf einem stabilen Niveau, ohne nennenswerte Mittagsspitzen.
• Dieser Ansatz ist besonders für große Anlagen von Vorteil, da er die Kosten pro erzeugter Energieeinheit durch eine effizientere Flächennutzung senkt.

Andererseits erzeugt jedes Ost/West ausgerichtete Paneel 10-15 % weniger Strom pro Jahr als ein nach Süden ausgerichtetes Paneel. Die niedrigeren Kosten der Module ermöglichen es jedoch, diesen Verlust durch die Installation von mehr Modulen auszugleichen.

In der Praxis werden die Solartracker mit den vorherigen Typen kombiniert. Das Bild zeigt die Kombination von Trackern mit einer Ost-West-Ausrichtung, die das Greenbuddies-Team bei einem Freiflächenkraftwerksprojekt in Sudslava, Tschechische Republik, eingesetzt hat.

Drehbare Struktur mit Nachführsystemen

Rotierende Strukturen (einachsige Tracker) ermöglichen es den Paneelen, dem Lauf der Sonne während des Tages zu folgen, was ihre Effizienz erhöht. Dieses System ist besonders in südlichen Regionen mit intensiver Sonneneinstrahlung beliebt, gewinnt aber auch in Mitteleuropa zunehmend an Bedeutung. Die Vorteile umfassen:

• Bis zu 13 % höhere Energieerzeugung im Vergleich zu fest installierten Modulen in mitteleuropäischen Klimazonen.
• Ein gleichmäßiges Produktionsmuster, das einem Rechteck ähnelt und für die direkte Energieversorgung (z. B. über PPA-Verträge) bevorzugt wird.
• Die sinkenden Kosten dieser Bauart erhöhen ihre Verfügbarkeit und Attraktivität.

Drehbare Anlagen benötigen ein ebenes und weitläufiges Gelände, um voll funktionsfähig zu sein. Dennoch werden sie aufgrund der zunehmenden wirtschaftlichen Rentabilität immer beliebter.