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Smartflower & Co: Die vielen Spielarten der Photovoltaik

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Ziel jeder Photovoltaik-Anlage ist die nachhaltige Energiegewinnung mithilfe der Sonnenkraft. Doch unterschiedliche Ausrichtungen und Erscheinungsweisen formen quasi auf natürliche Weise verschiedene PV-Arten. Wie zum Beispiel: Die Smartflower! Was das ist? Wir verraten es gern …

Zu Beginn eine kurze Energieauffrischung: Photovoltaik (PV) ist die direkte Umwandlung von Lichtenergie in Strom. Das funktioniert mittels Solarzellen, deren Energiequelle das Sonnenlicht ist. Um das volle Sonnenpotenzial ausnützen zu können, wird dabei auf die optimalen Solarzellen und die perfekte Positionierung der Anlage geachtet. Das treibt durchaus spektakuöläre Blüten, wie die so genannten Smartflower beweist. Aber dazu später.

Und genau in diesem Punkt sind sich die verschiedenen Arten von Solaranlagen eben nicht ganz „grün“ und somit nicht alle gleich. Grundsätzlich kommt es bei den PV-Anlagen schon einmal aufgrund der Solarzellen zu Unterschieden. Kurz erklärt: Es wird zwischen Polykristallinen-, Monokristallinen- und Dünnschicht-Solarzellen unterschieden.

Ziemlich faszinierend sind aber eben auch die unterschiedlichen Ausrichtungen und Befestigungen der Anlagen. Denn sie sind es, die schlussendlich eine entscheidende Rolle für die Intensität der Sonneneinstrahlung und der daraus folgenden Energieleistung spielen. Schließlich nützt die beste Solarzelle nichts, wenn die Sonneneinstrahlung fehlt. In der Photovoltaik herrscht also aus ganz natürlichen Gründen eine wahre Artenvielfalt.

Verschaffen wir uns einfach einmal einen kleinen Überblick über die wichtigsten Unterschiede der verschiedenen Anlagen. Vorab können wir dabei schon verraten: Langeweile ist für die Photovoltaik ein Fremdwort.

Fest montierte Anlagen

Im ganzen Artendschungel der Photovoltaik gibt es eine Anlage, die wohl allen Energiefreund*innen ein Begriff ist: Die Rede ist natürlich vom fest montierten PV-System. Wie der Name bereits verrät, sind die Module dabei nicht verstellbar. Umso wichtiger ist es, die ideale Ausrichtung zu finden. Dabei werden mithilfe einer Unterkonstruktion die Sonnenmodule im perfekten Winkel zur Sonne ausgerichtet. Nur so kann das Einfangen der wertvollen Sonnenstrahlen auch im höchstmöglichen Maße gesichert werden.

Zu sehen sind solche Anlagen zum Beispiel auf manchen Flächen Österreichs, auf denen so genannte PV-Freiflächenanlagen bereits installiert sind. Dort werden Sonnenmodule mithilfe von Beton-, Schraub oder auch Rammfundamenten auf einem Grundstück fest aufgeständert.

Aufgepasst: Diese Anlagen sind gerade so richtig im Kommen. Denn durch die große Menge an optimal orientierten Modulen lässt sich eine gewaltige Menge Sonnenstrom erzeugen.

Was sind bitte „bifaziale“ Module?

Ein ganz besonderer Hingucker ist dabei ein ziemlich auffälliger Trend, der sich auf den österreichischen Grünflächen bald ausbreiten könnte: die bifazialen Solarmodule. Oft komplett vertikal aufgeständerte Sonnenmodule können dabei sowohl auf der Vorder- als auch auf der Rückseite Licht aufnehmen und umwandeln. Sie nutzen also neben der direkten Sonneneinstrahlung auf der Vorderseite auch das indirekte Licht auf der Rückseite des Moduls. Laut Solarindustrie könnte mit dieser Anlage der Ertrag von PV-Modulen um bis zu 25 Prozent gesteigert werden. Nun: Ein schöner Rücken kann ja bekanntlich auch entzücken.

Kurzer Ausflug in weniger große Anlagen: Auch Dachanlagen sind fest montiert und nicht bewegbar. Hierbei wird zwischen Aufdach-Systemen, welche mithilfe von Halterungen auf dem Hausdach montiert sind, und Indach-Systemen, die als schützende Haut des Daches und als Ziegelersatz dienen, unterschieden. Auch die bei Häuslbauer*innen beliebten Flachdächer sind perfekt für die Umwandlung von Sonnenenergie in Strom geeignet. Dazu werden die PV-Module auf spezielle Ständer, die auf dem Flachdach befestigt sind, montiert. So kann die PV-Montage in idealer Ausrichtung erfolgen.

Gebäudeintegrierte Anlagen

Es liegt ja quasi auf der Hand: Sonnige und heiße Fassadenflächen sind der perfekte Ort für PV-Anlagen. Die Gebäude-Photovoltaik ermöglicht eine moderne und ziemlich elegante Umwandlung von Sonnenlicht in Strom – dafür sorgen CIGS-Dünnschichtmodule. Diese bieten dieselben Gestaltungsmöglichkeiten wie normale Glasfassaden, da ihre Zellstrukturen kaum sichtbar sind – anders als bei der Silizium-PV. Daraus ergibt sich die Möglichkeit, Glasflächen in dezenten Farben zu entwickeln – nachhaltig und schick.

Vor allem die Tatsache, dass die PV-Module auf vielfältige Weise Funktionen in der Gebäudehülle übernehmen können, macht diese Art von Photovoltaik also interessant. So können sie zum Beispiel als Fassadenelement, Wandverkleidung, Brüstungselement oder sogar als Sonnenschutz eingesetzt werden. Zwar liegt die gebäudeintegrierte Photovoltaik derzeit noch weit hinter den Freiflächenanlagen, aber die Zukunft sieht ziemlich sonnig aus. Diese Art von Photovoltaik ist bereits einsatzbereit und wird auf Dauer als solare Ergänzung im Kampf gegen die Klimakrise unverzichtbar sein.

Und was ist jetzt die Smartflower?

Doch was tun, wenn die Sonne ihre Runden zieht und plötzlich nicht mehr im optimalen Winkel steht? Lösung für dieses Problem ist ganz eindeutig das PV-Nachführsystem. Bei dieser Art von Photovoltaik wird, abhängig vom Sonnenstand, sowohl die Richtung als auch die Neigung der Anlage verändert, um die Strahlen perfekt einfangen zu können.

Genauer erklärt, ist ein Nachführsystem ein Metallgestell, welches über ein oder zwei Achsen schwenkbar ist – angetrieben von einem Elektromotor. Ein einachsiges System ist vertikal schwenkbar, um die Ausrichtung der Sonnenmodule genau auf die Sonne abzustimmen. Das zweiachsige System hingegen lässt sich zusätzlich auch noch horizontal schwenken und versetzt die Module somit in den idealen Winkel zur Sonne.

Nachführsysteme können die Energieausbeute um einen beträchtlichen Ertrag steigern und sind für jene PV-Fans interessant, denen Solarleistung aufgrund der Ausrichtung zur Sonne und des Neigungswinkels nicht ausreicht.

Ein ganz besonders hübsches Beispiel für eine nachgeführte Anlage ist die sogenannte „smartflower“. Wie der Name schon verrät, handelt es sich dabei um eine künstliche Sonnenblume. Diese entfaltet sich morgens vollautomatisch und richtet ihre Solarmodulflächen den ganzen Tag genau der Sonne zu. Ganz nach dem Motto: Immer der Sonne nach!

Das Schöne für uns als Nutznießer*innen: Die Photovoltaik überrascht immer wieder mit ihrer unglaublichen Vielfalt. Natürlich strahlt jede Art von Solaranlage mit ihren eigenen Vor- und Nachteilen – diese muss jede*r angehende PV-Besitzer*in schlussendlich selbst genauer unter die Lupe nehmen. Wichtig ist jedoch, dass die grüne Energiegewinnung nicht nur ein Trend bleibt, sondern sich zu einem festen Bestandteil der Stromindustrie etabliert.

✅ Text: Sandra Rainer
✅ Fotos: Smartflower
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