Nachführsysteme für Photovoltaik-Module: ein entscheidender Faktor für die Qualität und die Effizienz


Effizienz ist eine wesentliche Vorgabe bei der Konstruktion von Solartrackern. Heute sorgen elektrische Verstellsysteme für eine optimale Ausrichtung der Solarpanels zur Sonne. Die deutsche Firma Lorentz hat in den vergangenen Jahren viel Entwicklungsarbeit geleistet. Bereits bei der Entwicklung der ersten Nachführsysteme für Photovoltaik-Module Anfang der 90er Jahre war es das Ziel der Firma Lorentz, die Kraft der Sonne bestmöglich auszunutzen. Es war also notwendig, die Solarpanels zu jeder Tageszeit optimal zur Sonne auszurichten. In den ersten Solartrackern baute Lorentz ein passives Nachführsystem ein. An der Ost- u. West-Seite der Nachführung waren jeweils mit Kältemittel gefüllte Behälter angeordnet. Diese Behälter waren über eine Rohrleitung miteinander verbunden und verfügten über ein so genanntes Schattenblech. Entsprechend dem Sonnenstand wurde bei direkter Sonneneinstrahlung ein Behälter und somit das Kältemittel stärker erwärmt als der andere, das Kältemittel dehnte sich aus und gelangte über die Rohrleitung in den anderen Behälter. Durch die Gewichtsverlagerung wurde die Modulfläche verstellt. Nachteil: Dieses System war besonders träge, wurde bei Wind einfach aus der optimalen Position bewegt und war damit nicht effizient. Schnell stellte die Firma Lorentz auf elektrische Verstellsysteme um.

Im Laufe der Jahre zeichnete sich ein klarer Trend ab: Die Fläche der Solarpanels wurde größer und die Anforderungen an den Tracker und das Nachführsystem stiegen. Die ersten Systeme erzeugten eine Stromleistung zwischen 500 und 1500 Watt, heute liegen die Leistungen bei bis zu 3,6 Kilowatt. „Der elektrische Verstellmotor, den Lorentz bislang verbaute, stieß bei großen Systemen an seine Grenzen. Mit der Größe der Tracker stiegen auch die Anforderungen an den Verstellmotor“, berichtet Dipl. Ing. Oliver Nave, stellvertretender Geschäftsführer von Lorentz. Das lag nicht nur an dem höheren Gewicht durch eine größere Fläche, sondern auch an den veränderten Windlasten. Auf Suche nach einem kraftvollen und robusten Antriebssystem stieß Lorentz auf Produkte von LINAK. Lineare Antriebssysteme von LINAK sorgen für die optimale und damit effiziente Ausrichtung der Solarpanels – wartungsfrei, millimetergenau und mit einer großen Kraft.

Die Kraft des Verstellantriebs LA36, der in den Lorentz-Systemen zum Einsatz kommt, war zwar ein entscheidender Faktor. Andere Eigenschaften des Antriebs spielten ebenfalls eine wichtige Rolle. Die Tracker der Firma Lorentz müssen auch in extremen Witterungsbedingungen ihren Dienst verrichten. Hitze, Kälte oder Feuchtigkeit dürfen die Funktionalität des Systems nicht beeinflussen. Es gibt besonders extreme Standorte, in denen die Lorentz-Systeme ihre Robustheit unter Beweis stellen müssen. In Portugal beispielsweise stehen die Lorentz-Solartracker direkt am Meer. Hier kommt neben der extremen Wärme noch die salzhaltige und feuchte Meeresluft hinzu. In dieser Umgebung müssen sich sowohl die mechanische Konstruktion als auch der elektrische Verstellantrieb beweisen. Die Firma LINAK hat viel Wissen und Erfahrung in der Entwicklung von linearen Antriebslösungen für raue Umgebungen.  Die Systeme kommen im Agrarbereich, im Verkehrsbereich und bei vielen industriellen Lösungen zum Einsatz. Bei der Entwicklung des LA36 legte das dänische Unternehmen viel Wert auf Robustheit des Antriebs. Dieser erreicht im Einsatz die Schutzart IP66, im Stand erreicht der LA36 sogar die Schutzart IP69K. Selbst die Behandlung mit einem Hochdruckreiniger macht ihm nichts aus.
Neben einer robusten Mechanik und einem kraftvollen Verstellmotor ist bei solaren Nachführsystemen eine zuverlässige Steuerung von großer Bedeutung. Hier hat Lorentz eine eigene Lösung entwickelt. Je nach Anzahl der Solartracker in einem Solarpark kommen verschiedene Steuerungen zum Einsatz. Bis zu 2000 Solartracker lassen sich mit der ,Central Control Unit 2000‘ bedienen, eine Fernwartung ist über ein optionales Modem möglich. Der Anschluss an den linearen Verstellantrieb von LINAK gestaltete sich problemlos. LINAK bietet viele Möglichkeiten, die Antriebe in ein bestehendes BUS-System zu integrieren. Der Antrieb lässt sich entweder direkt integrieren oder über eine entsprechende BUS-fähige Steuerung.


Die Wurzeln der 1993 gegründeten Firma Lorentz liegen in der Entwicklung, Herstellung und dem Vertrieb von netzunabhängigen solaren Pumpsystemen. In vielen Ländern müssen Wasserpumpen ohne Anschluss an ein Stromnetz ihren Dienst verrichten. Das System der Firma Lorentz besteht aus einer Pumpe und einem Solartracker mit PV-Modulen, der die Pumpe mit Strom versorgt oder eine Batterie auflädt. Diese ,Off-Grid‘-Lösungen kamen in den Anfangsjahren vor allem in Nordamerika und in Australien zum Einsatz. Solare Systeme ersetzten nach und nach die alten, wartungsintensiven und wenig effizienten Pumpanlagen, die mit einem kleinen Windrad betrieben wurden. Die modernen Systeme sind praktisch wartungsfrei und haben eine hohe Lebensdauer.

Mittlerweile werden nicht nur Einzelsysteme aufgestellt, sondern viele Solartracker in einem Solarpark zusammengefasst. Diese „On-Grid“-Lösungen speisen den durch die Sonne erzeugten Strom in das Netz ein. Auch in Deutschland hat Lorentz zahlreiche Solartracker in Solarparks im Einsatz.

Die Solartracker der Firma Lorentz sind in verschiedenen Größen erhältlich. Die Nachführeinheit ETATRACK bietet einen Schwenkwinkel von 90 Grad. Die zweite Achse lässt sich in der Regel manuell zwischen 0 und 45 Grad einstellen. Die solare Nutzungsfläche beträgt bis zu 22 Quadratmeter. Damit liefert ein Tracker bis zu 3,6 Kilowatt Strom.

Die Zuverlässigkeit des LA36 und die einfache Einbindung in das bestehende System hat die Firma Lorentz dazu bewegt, diesen Antrieb auch in kleineren Solartracker-Systemen optional anzubieten. Hier ist die Kraft des Antriebs zwar nicht zwingend notwendig, aber die Qualität und die damit verbundene Funktionssicherheit überzeugen viele Endanwender.

Presseanfragen: Christian Renner, Telefon 06043-965569

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