Ost

Von Billy Ludt | 16. Dezember 2021

Die Sonne scheint vom südlichen Himmel auf der Nordhalbkugel, und aus diesem Grund werden Solaranlagen mit fester Neigung in den Vereinigten Staaten üblicherweise in einer nach Süden ausgerichteten Ausrichtung installiert, um den maximalen Ertrag pro Modul zu erzielen.

Das CompactFlat Ost-West-Regal von Aerocompact.

Dennoch gibt es Argumente für die Installation von Solaranlagen in einer Ost-West-Ausrichtung bzw. Dual-Tilt-Ausrichtung, wenn Standorte näher am Äquator liegen, Standortbeschränkungen unterliegen, starken Winden ausgesetzt sind oder sich in einem Versorgungsgebiet mit Time-of-Use-Tarifen befinden.

Nach Süden ausgerichtete Solaranlagen verfügen über eine einzelne Modulebene pro Modulreihe, die nach Süden ausgerichtet ist. Bei Ost-West-Anordnungen werden mindestens zwei Module Rücken an Rücken angeordnet, um eine Spitze zu bilden, wobei jedes Paneel nach Osten oder Westen zeigt. Diese Ausrichtung wird sowohl bei Freiflächen- als auch bei Flachdach-Solarprojekten verwendet.

Das Interesse an Ost-West-Solaranlagen ist derzeit international größer, aber die Hersteller beobachten, dass immer mehr Ost-West-Projekte in südlichen Bundesstaaten und US-Territorien in der Nähe des Äquators oder bei Projekten mit eingeschränkten Standortbedingungen, wie z. B. kommerziellen Dächern, eingesetzt werden.

Mehr Solarpaneele pro Standort

Ein gemeinsames Merkmal der Ost-West-Racks ist die Möglichkeit, eine höhere Dichte an Solarmodulen auf derselben Grundfläche wie bei einer nach Süden ausgerichteten Anlage zu installieren. Durch die Schaffung einer geneigten Struktur durch die aufeinanderfolgende Verlegung von zwei Modulen gibt es auf einem Gelände weniger Gänge zwischen den Panelreihen und bei bestimmten Regalmodellen können Ost-West-Panelreihen nacheinander installiert werden, um Blöcke zu bilden.

Der Energieverlust, den ein Ost-West-Array erleidet, kann durch die zusätzliche Modulanzahl ausgeglichen werden, insbesondere wenn es näher am Äquator liegt. Je weiter südlich ein Projekt liegt, desto höher steht die Sonne das ganze Jahr über am Himmel, was für eine Ost-West-Anordnung eine stärkere Belichtung bedeutet.

Eine Darstellung des MaxSpan EastWest-Regals von GameChange Solar.

Keine zwei Ost-West-Regalsysteme sind gleich, aber sie alle führen zu einer höheren Plattendichte pro Standort.

„Da die Panelpreise sinken und die Energiespeicherung immer verbreiteter wird, wird der Boden selbst ein immer teurerer Teil des Systems sein“, sagte Scott Van Pelt, Chefingenieur bei GameChange Solar. „Was tun Sie, um Ihr [Bodenabdeckungsverhältnis] absolut zu maximieren?“

Van Pelt und andere Hersteller glauben, dass Ost-West-Regalsysteme die Lösung sind.

Herkömmliche, nach Süden ausgerichtete Freilandsolaranlagen werden in Reihen mit einer Höhe von zwei Modulen installiert. Bei Regalen wie dem MaxSpan EastWest von GameChange Solar werden zwei Sätze von Regalstrukturen mit großer Spannweite Rücken an Rücken mit geringerer Neigung installiert. Jeder Regalsatz fasst Module in drei oder vier Höhen, einschließlich mindestens sechs Paneelen pro Reihe.

Der deutsche Hersteller Jurchen Technologies bietet mit seiner PEG-Reihe von Solarfundamenten eine Ost-West-Option. Die proprietären Halterungen verwenden Bewehrungsstäbe und Zubehörplatten als Fundamente und werden mit einem niedrigeren Profil als herkömmliche Solarregale installiert. PEG EW wird in Blöcken installiert, wobei einzelne Module in aufeinanderfolgenden Abständen im Querformat platziert werden. Insgesamt gibt es weniger Gänge, aber darunter genügend Freiraum für den Zugang zu den Panels und die Pflege der Vegetation. Es gibt auch eine größere Dichte an Modulen – Jurchen Technologies gibt an, dass es einen um 225 % höheren Landertrag als herkömmliche Arrays erzielt.

Das PEG EW-Regal von Jurchen Technology. Meralli-Projekte

Der österreichische Regalhersteller Aerocompact stellte kürzlich CompactGROUND G+ vor, ein Bodenregal, dessen Design von seinem CompactFLAT-Dachregal inspiriert ist. Obwohl nicht die gleichen Gestelle oder Befestigungselemente verwendet werden, sieht G+ optisch dem CompactFLAT und anderen Ost-West-Gestellen auf Flachdächern ähnlich. Mit einer Bodenfreiheit von nur 40 cm (ca. 16 Zoll) bietet CompactGROUND eine flache Option für Ost-West-Freiflächensolaranlagen und wird mit verkleinerten Erdungsschrauben und Ballastblöcken befestigt, die bei Dachprojekten zu finden sind.

Ost-West-Anordnungen sind in den Vereinigten Staaten häufiger auf Flachdächern zu finden. Wie bei der Bodenmontage können auch bei Dual-Tilt-Regalen mehr Module auf dem Dach angebracht werden als bei nach Süden ausgerichteten Regalen. In Regionen, in denen es nicht genügend unbebaute Landflächen gibt, sind gewerbliche Dächer geeignete Standorte für die Erzeugung von Megawatt Solarenergie. Jeder zusätzliche Output ist entscheidend.

„Ich denke, das sieht man viel häufiger, wenn man ein wirklich enges Dach mit begrenztem Platzangebot hat und so viel Modulleistung wie möglich auf dem Dach unterbringen muss, weil zwischen den Reihen kein Platz vorhanden ist oder dieser sehr gering ist“, sagte Chris Berg, Commercial Solutions Manager bei Unirac. „Mit einem Dual-Tilt-System wird nicht viel Fläche auf dem Dach verschwendet.“

Der Solarregalhersteller Unirac aus New Mexico bietet ein Ost-West-System für Gewerbedächer namens RMDT an. Die Installation erfolgt mithilfe von Modulen anstelle von Führungsschienen als Abstandsschablone und wird mit Ballast oder optionalen Dachbefestigungen auf dem Dach befestigt.

Uniracs RMDT-Flachdachregale in Ost-West-Ausrichtung.

Auch bei der Ost-West-Regalanlage CompactFLAT S10+ von Aerocompact kommt Ballast zum Einsatz. Das System besteht aus drei Hauptkomponenten, einschließlich einer Grundstruktur, die sich an die Konturen eines Gewerbedachs anpassen lässt.

Nils Wollenberg, Vizepräsident für Produktmanagement und Betrieb bei Aerocompact, sagte, dass Ost-West-Systeme auf kleineren Dächern mit vielen Hindernissen schwierig zu installieren seien. Wenn eine Platte passt, die andere jedoch aufgrund eines Hindernisses nicht passt, müssten bei einer Doppelmodulkonstruktion beide entfernt werden.

Ein weiterer Vorteil von Ost-West-Systemen gegenüber Gewerbedächern besteht darin, dass das Gebäude selbst nicht im Azimut ausgerichtet ist.

„Je mehr man vom Azimut abweicht, desto mehr deckt das Ost-West-System einen viel größeren Bereich ab, und je größer der Azimut, desto besser die Produktion“, sagte Tristen Foley. Produktmanager bei Unirac. „Wenn Sie also anfangen, diese nicht-traditionellen Gebäude zu sehen, ist es schön, auf diese Art von Lösung umzusteigen.“

Ein windbeständiges, gebrauchsfreundliches Regal

Diese Ost-West-Projekte – sowohl auf dem Boden als auch auf dem Dach – werden in geringeren Höhen installiert als nach Süden ausgerichtete Anlagen. Der geringere Winkel der aufeinanderfolgenden Module und die geringere Höhe sorgen dafür, dass der Wind über und durch das Array strömt. Bei nach Süden ausgerichteten Anlagen ist der Windwiderstand, der gegen die Rückseite dieser Module bläst, größer.

Das CompactGround Ost-West-Regal von Aerocompact.

„Logischerweise macht es Sinn, dass ein Ost-West-System etwas geringere Windlasten haben wird als herkömmliche Systeme mit fester Neigung“, sagte Van Pelt. „Ein herkömmliches, nach Süden ausgerichtetes System mit fester Neigung, wenn Sie sich in den USA befinden, werden Winde aus dem Norden hinter den Paneelen stagnieren und Ihren Unterdruck auf die Paneele erhöhen. Bei diesem System, bei dem Sie zwei Arrays Rücken an Seite haben- Im Gegenzug wird der Wind, der von der Unterseite einer Seite des Zeltes kommt, praktisch fast an der gegenüberliegenden Seite des Zeltes vorbeiziehen. Auf der Leeseite herrscht immer noch etwas Sog, aber am Ende wird der vorherrschende Winddruck deutlich reduziert.“

In Ost-West-Systemen ist die Gesamtproduktion den ganzen Tag über stabiler als in den nach Süden ausgerichteten Gebieten. Auf Komponentenebene bedeutet dies, dass ein Wechselrichter-Clipping vermieden wird, bei dem ein Wechselrichter mehr elektrische Eingabe erhält, als er verarbeiten soll.

Einige Energieversorger in Bundesstaaten wie New York und Kalifornien haben Time-of-Use-Tarife (TOU), bei denen der Strom zu bestimmten Tageszeiten, beispielsweise abends, mehr kostet. Wenn eine nach Süden ausgerichtete Anlage den Großteil ihres Stroms mittags produziert, wenn ein Privatkunde nicht zu Hause ist, liefert sie zu kritischen TOU-Zeiten keinen Strom. Ost-West-Anlagen sorgen den ganzen Tag über für einen konstanten Stromfluss, auch während der Spitzenzeiten.

„Ihre Spitzenproduktion ist geringer als bei einem nach Süden ausgerichteten System, aber Sie haben ein breiteres Zeitfenster für die Stromerzeugung“, sagte Berg.

Ost-West-Solaranordnungen erzeugen möglicherweise weniger Strom pro Panel, aber die Möglichkeit, mehr Module in diese Ausrichtungen zu quetschen, führt zu einer höheren Gesamtproduktion als nach Süden ausgerichtete Solaranlagen. Durch die Integration mehrerer Paneele in einer einzigen Regalstruktur ist es auch kostengünstiger als herkömmliche Regale.

Ost-West- oder Dual-Tilt-Regale sind eine praktikable und wirtschaftliche Wahl für Solarkonstruktionen für Entwickler, wenn sie auf einem Standort so viele Solarmodule wie möglich unterbringen müssen.