Hilfsblätter zu „Photovoltaik und Solartechnik, Teil B“ - FB E+I: Home

Durch Anstellen des Solargenerators
um den Winkel
gegenüber der Horizontalebene
kann die Einstrahlung
in die Solargeneratorebene
GG gegenüber der
Einstrahlung auf eine horizontale
Fläche GH erhöht
werden.
Unter Berücksichtigung der Sonnenhöhe hS, des Sonnenazimutwinkels S, des Anstellwinkels
und des Solargenerator-Azimutwinkels kann die direkte Einstrahlung in die Solargeneratorebene
GGB aus der direkten Einstrahlung auf eine horizontale Fläche GHB berechnet
werden.
GGB
sin
G HB
cosS
-
cos
tanhS
gilt nur für - 90
S
- 90
(1.10)
N
O
Für die gesamte Einstrahlung in die
Solargeneratorebene GG ergeben sich
auch bei klarem Himmel geringfügige
Abweichungen durch die Diffusstrah-
lung. Bei trübem Himmel darf Gl.1.10
für die gesamte Einstrahlung in die
Solargeneratorebene GG nicht ange-
wendet werden, da praktisch
Diffusstrahlung vorliegt.
nur
W
Sonnenstrahlung
Solargeneratorfläche
h S
äquivalente horizontale Empfangsfläche
Anstellen des Solargenerators um den Winkel
Beschreibung eines beliebig orientierten
Solargenerators durch den Anstellwinkel
und den Solargenerator-Azimut
Der Solargenerator-Azimutwinkel ist
die Südabweichung nach Westen.
< 0 bei Abweichung nach Ost
> 0 bei Abweichung nach West
Die direkte Einstrahlung auf die Solargeneratorfläche wird maximal, wenn die Sonne normal zur
Generatorfläche steht. Da Sonnenhöhe und Sonnenazimut im Laufe des Tages variieren, ist eine
zweiachsige Nachführung (teuer) nötig, um diesen Zustand während des ganzen Tages aufrecht
zu erhalten. Dadurch kann etwa 30% bis 40% mehr Strom produziert werden. Auch die Anzahl
der möglichen Volllaststunden steigt entsprechend an.
Um diesen Mehrertrag in der Praxis aber wirklich zu erreichen, dürfen sich die einzelnen Anlagen
bei tief stehender Sonne nicht gegenseitig beschatten. Es muss vor allem in höheren Breiten
(Deutschland) auf einen genügenden Abstand zwischen den einzelnen nachgeführten Anlagen
geachtet werden, deshalb wird dort eine relativ große Grundstücksfläche benötigt. Nachgeführte
Anlagen eignen sich weniger für die Integration in Gebäuden, sondern primär für PV-Anlagen auf
Freiflächen. Wegen des wesentlich höheren Aufwandes bei Erstellung und Wartung, der
geringeren Zuverlässigkeit komplexerer Systeme und wegen des sinkenden Preises der
Solarzellen ist vor der Realisierung nachgeführter Systeme immer abzuklären, ob das eingesparte
Geld nicht besser in zusätzliche Solarmodule investiert werden sollte.
In der Regel werden Solargeneratoren also mit einem festen Anstellwinkel montiert und in der
nördlichen Hemisphäre möglichst nach Süden orientiert (Abweichungen um 20° bis 30° haben
G. Schenke, 2.2012 Photovoltaik und Solartechnik FB Technik, Abt. E+I 10
S