15.06.2009
Rund 60.000 Besucher aus über 150 Nationen nutzten die Gelegenheit, sich Ende Mai auf der Intersolar 2009 in München über Produkte und Dienstleistungen der internationalen Solar-Industrie zu informieren. 1.417 Aussteller setzten auf der weltweit größten Fachmesse für Solartechnik ein wichtiges Zeichen für die Branche und deren internationale Entwicklung. In neun Messehallen und auf dem Freigelände der Neuen Messe München präsentierten mehr Unternehmen als jemals zuvor Neuerungen und bewährte Technik auf 104.000 Quadratmetern Ausstellungsfläche. "Wir haben schon im Vorfeld der Messe viele neue und hoch innovative Produkte und Systeme gesehen – sowohl bei den Einreichungen zum Intersolar Award als auch für die Vorträge in der Neuheitenbörse. Als internationale Leitmesse wird die Intersolar von den Ausstellern genutzt, um Ihre Innovationen erstmals öffentlich vorzustellen", so Markus Elsässer, Geschäftsführer der Solar Promotion GmbH, einem der beiden Veranstalter der Intersolar 2009.
Um Innovationen und Erfolge auf der Messe und international sichtbar zu machen wurde der Intersolar Award in diesem Jahr bereits zum zweiten Mal verliehen, um besonders innovative Produkte und Dienstleistungen zu würdigen. Sechs wegweisende Technologien wurden mit dem Intersolar AWARD in den Kategorien "Photovoltaik" und "Solarthermie" prämiert.In der Rubrik "Solar-Anlage des Monats" präsentiert der Solarserver in einem ersten Rückblick die ausgezeichneten Photovoltaik-Innovationen der Aerowest GmbH (Software "AeroSolar"), der National Semiconductor Corp. (Energiemanagement "SolarMagic") und der SOLON SE (Photovoltaik-Indachsystem "SOLON Black 160/05"). Die Preisträger in der Kategorie Solarthermie, NEP Solar Pty Ltd, RESOL Elektronische Regelungen GmbH und Ritter Energie- und Umwelttechnik GmbH und Co. KG, werden in einem gesonderten Beitrag vorgestellt.Aus insgesamt 45 Bewerbungen, von denen 11 aus dem Ausland stammten, hat die Photovoltaik-Jury drei Unternehmen mit dem Intersolar AWARD ausgezeichnet. Die Aerowest GmbH aus Dortmund, die hoch auflösende Luftbilder erstellt, erhielt den Preis für die Software "AeroSolar", das derzeit einzige System, mit dem ohne einen Termin vor Ort berechnet werden kann, ob sich eine Photovoltaikanlage auf einem bestimmten Dach finanziell rechnet. Dazu erstellt "AeroSolar" ein 3D-Aufmaß der Dachflächen und berechnet, wie viel Solarstrom mit einer Dachanlage erzeugt werden kann. Dabei werden lokale Gegebenheiten wie Sonnenscheindauer oder Verschattung durch Bäume oder andere Gebäudeteile berücksichtigt.Mit einem Flugzeug erfasst die Aerowest GmbH Geodaten mit einer Genauigkeit von zwei bis fünf Zentimetern in höchster Auflösung, die anschließend in dreidimensionale Gebäudemodelle umgewandelt werden. AeroSolar erstellt auf dieser Grundlage mit einem eigens entwickelten Strahlungsmodell detaillierte 3D-Aufmaße von Dachflächen. Unter Berücksichtigung der Verschattung wird eine Strahlungsbilanz erstellt, die den Strahlungsverlauf über den Tag sowie für das ganze Jahr in Bezug zur Sonnenscheindauer enthält. Die Ergebnisse geben nicht nur Hinweise auf die möglichen Erträge einer Solarstrom-Dachanlage, sondern auch für deren Wirtschaftlichkeit.

Modellierung auf der Grundlage von 3D-Stadtmodellen

Das AeroSolar-Verfahren basiert auf einem ganzheitlichen Ansatz, der exakte 3D-Modelle mit dem differenzierten, zeitlich und räumlich exakten Strahlungsmodell "simuSolar" verknüpft. Alle im Untersuchungsgebiet relevanten Dachflächen werden lagerichtig und geometrisch korrekt erfasst. Um zeitlich wechselnde Verschattungseffekte genau zu bestimmen, wird jede einzelne Fläche in Teilflächen mit einer Kantenlänge von 0,5m zerlegt, für die wiederum das jährliche Strahlungspotenzial in minutenfeiner Auflösung berechnet wird.

Parametersätze für jede Dachfläche; Detail-Analyse für Einzelobjekte

Für jede Dachfläche werden der räumliche Flächeninhalt sowie die Ausrichtung und der Neigungswinkel bestimmt. Alle Strahlungswerte werden in Kilowattstunden pro Jahr ausgegeben. Die potenzielle Strahlung entspricht dem Wert, der theoretisch erreicht werden könnte. Die mittlere Strahlung beschreibt den Durchschnitt der Strahlungssummen aller Teilflächen unter Berücksichtigung der Verschattung. Die minimale und maximale Strahlung geben den jeweils niedrigsten beziehungsweise höchsten Strahlungswert einer Teilfläche in Relation zur jeweils untersuchten Dachfläche an.Mit dem patentierten "AeroDach"-Aufmaßverfahren kann jedes einzelne Objekt hochgenau vermessen und mit sämtlichen Detailstrukturen dreidimensional modelliert werden. So berücksichtigt die Potenzialberechnung auch alle Aufbauten und Gauben in ihrer geometrischen Ausprägung und kann zur Verfeinerung der konkreten Anlagenplanung herangezogen werden. Die Ertrags- und Wirtschaftlichkeitsberechnung für unterschiedliche Anlagengrößen und Wirkungsgrade auf der Grundlage der Solarstrom-Vergütung nach dem Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) erfolgt auf der Basis der so genannten Performance Ratio der PV-Anlage, also des Anteils des vom Solargenerator tatsächlich erzeugten Stroms. Damit liefert das Verfahren nicht nur Entscheidungshilfen für oder gegen den Bau einer Solarstromanlage, sondern auch eine fundierte Planungsgrundlage für die optimale Positionierung der Module und den wirtschaftlichen Betrieb einer Photovoltaikanlage.

Neue Möglichkeiten für Stadtplanung und Vertrieb

AeroSolar bietet neben der Potenzial- und Wirtschaftlichkeitsberechnung auch neue Möglichkeiten für die Stadtplanung und den Vertrieb: So können beispielsweise Eigentümer geeigneter Gebäude gezielt angesprochen oder stadtweite Solarkataster erstellt werden. Außerdem berechnet AeroSolar großräumig verfügbare Potenziale in Siedlungsflächen. Gegenwärtig sind Städtedatensätze mit rund 6 Millionen Gebäuden in Deutschland verfügbar, der Ausbau und die räumliche Erweiterung in das benachbarte Ausland (Niederlande) sind bereits geplant.Die amerikanische National Semiconductor Corp. erhielt den Intersolar AWARD für den "SolarMagic power optimizer", der umweltbedingte Energieverluste von Photovoltaikanlagen minimiert. Das Gerät steigert die Solarstrom-Ausbeute von PV-Dachanlagen, die durch Bäume oder Schornsteine teilweise im Schatten liegen oder durch Verschmutzung (z.B. durch Laub) beeinträchtigt werden. "SolarMagic" biete gerade für Hausbesitzer ein großes Potenzial zur Erschließung neuer Dachflächen, die bislang als unrentabel eingestuft wurden, betont die Jury. Die SolarMagic-Technologie lässt sich jedoch auch an einer bereits seit Jahren in Betrieb befindlichen Anlage nachrüsten, um die Energieausbeute zu verbessern.Um die Energieausbeute zu maximieren, entwickelte National Semiconductor die SolarMagic Power Optimizer, mit denen jedes einzelne Photovoltaik-Module ein Maximum an Solarstrom erzeugen kann, auch wenn andere Module nicht auf ihre volle Leistungsfähigkeit kommen. SolarMagic macht jedoch nicht nur Energieverluste wett, sondern verleiht auch den Installateuren mehr Flexibilität bei der Auslegung neuer PV-Anlagen, indem sie beispielsweise verschieden lange Modulstränge konfigurieren oder Module verschiedener Hersteller miteinander kombinieren können.

Zusätzliche Standorte für PV-Anlagen

Indem sie die Energieverluste in anspruchsvollen Einsatzumgebungen wieder zurückgewinnt, macht die SolarMagic-Technologie die Installation von PV-Anlagen für mehr Standorte interessant. Bisher wurden viele Orte aufgrund ihrer problematischen Bedingungen verworfen. Die SolarMagic-Technologie erlaubt nun, diese Probleme zu mildern und ermöglicht eine Ausweitung des Photovoltaik-Marktes, indem sie mehr Anwendern eine praxisgerechtere Lösung zugänglich macht.Die SolarMagic-Technologie steigert die Energieausbeute mithilfe elektronischer Schaltkreise und ausgefeilter Algorithmen im Verbund mit einer "Mixed-Signal-Technologie". Auf diese Weise können laut Anbieter bis zu 57 % der durch Fehlanpassungen entstehenden Energieverluste wieder zurückgewonnen werden. Indem die von den einzelnen Modulen an den Wechselrichter gelieferte Leistung aufbereitet wird, entfallen sogar viele der Zuverlässigkeitsprobleme, zum Beispiel Überspannungen. PV-Anlagen, die mit SolarMagic-Technologie ausgestattet sind, erzielen dadurch eine höhere Langzeit-Zuverlässigkeit.

Feldversuch belegt: Mehr als 54 % der Energieverluste kompensiert

National Semiconductor berichtet, dass Feldversuche bei der im bayerischen Eggenfelden ansässigen HaWi Energietechnik AG zeigten, dass SolarMagic 54,4 % der durch teilweise Verschattung verlorengegangenen Energie wieder zurückgewinnen konnten. Der Test fand von April bis Mai 2009 statt. In den bei HaWi durchgeführten Untersuchungen wurde eine herkömmlich verkabelte PV-Anlage durch eine Konstruktion, mit der Sichthindernisse simuliert wurden, teilweise verschattet. Für die Analysen wurden eine Test- und eine Referenz-Anlage konfiguriert, jeweils bestehend aus zwei Strängen mit jeweils vier Modulen vom Typ Schott Solar ASE-300-DGF. Die Strings speisten einen Wechselrichter des Typs Mastervolt QS6400. Die Leistungsdaten wurden mit einem Meteo-Control-Überwachungssystem eingeholt, wobei die Messgenauigkeit ±5 % betrug. Obwohl der Schatten nur 16 Prozent bis 20 Prozent der Module traf, beliefen sich die durchschnittlichen Energieverluste auf nahezu 28 %. Eine mit den SolarMagic Power Optimizern bestückte, ansonsten aber identische Anlage, lieferte unter gleichen Bedingungen durchschnittlich 7 bis 21 Prozent mehr Solarstrom, womit 54,4 Prozent der Verluste wettgemacht wurden, rechnet National vor.
"Die SolarMagic Power Optimizer bieten eine innovative Lösung für das Problem der Fehlanpassungen zwischen den Paneln, mit dem die PV-Industrie seit ihren Anfangstagen zu kämpfen hat", erklärte Hans Wimmer, Vorstandsvorsitzender der HaWi Energietechnik AG "Besonders eindrucksvoll ist dabei die einfache Integration. Da die Technik modulunabhängig ist, kann sie von unseren Installationsunternehmen problemlos in neue und bestehende Anlagen eingebaut werden, gleich von welchem Hersteller die Panels stammen."

Solon Black: ansprechende Module für neue und ältere Dächer

Das Berliner Unternehmen SOLON SE entwickelte das mit dem Intersolar Award ausgezeichnete Photovoltaik-Indachsystem "SOLON Black 160/05", das herkömmliche Ziegel oder Dacheindeckungen komplett ersetzen kann. Das einfach zu montierende Komplettsystem ist aufgrund seines geringen Gewichts auch für ältere Dachstühle geeignet. Besondere Merkmale von SOLON Black 160/05 sind die komplett schwarzen Module, die schwarzen Seitenbleche sowie die schwarzen Rahmen aus Polyurethan, die für eine ansprechende Ästhetik sorgen.Das SOLON Black 160/05 ist aus schwarzen, monokristallinen Solarzellen auf einer ebenfalls schwarzen Rückseitenfolie aus Tedlar-Folie gefertigt. Die ebenfalls schwarzen Rahmen und Seitenbleche runden das ansprechende, homogene Design des Systems ab. Die Jury begründete ihre Entscheidung für das SOLON Black 160/05 als einem von drei gleichrangigen Gewinnern mit der breiten Einsetzbarkeit des Moduls. Die einfache Montage, die ansprechende Optik und das geringe Gewicht trügen dazu bei, neue Dachflächen für Photovoltaikanlagen zu erschließen – auch auf Dachbalken, die bisher nicht kräftig genug für eine herkömmliche Aufdachanlage waren. Durch die gleichmäßige Lastenverteilung ohne Punktlasten und das geringe Gesamtgewicht ist eine Montage auch auf älteren Bauten möglich.Weiter überzeugte die Juroren der neuartige Rahmen aus dem Kunststoff Polyurethan. Gemeinsam mit der Bayer MaterialScience AG hat SOLON SE ein spezielles Verfahren entwickelt, um das Solarmodul mit diesem Rahmen herstellen zu können. Die in den Rahmen eingearbeiteten Bohrlöcher ermöglichen die direkte, schnelle Montage durch Verschraubung an der Dachlattung. Zusätzliche Unterspannbahnen, Aluschienen und Modulklammern sind nicht nötig. Außerdem überlappen sich die Kunststoff-Rahmen der einzelnen Module ähnlich wie Dachziegel und machen das System so zu einem Teil der wasserführenden Schicht; Wasser kann optimal abfließen. Für den Anschluss an alle gängigen Ziegel oder Dachsteine sorgen Seitenbleche, die zum Lieferumfang gehören. Das SOLON Black 160/05 erreicht eine maximale Leistung von 180 Watt peak, was einem Wirkungsgrad von 14,06 Prozent entspricht. SOLON gewährt für seine Module eine Leistungsgarantie für 25 Jahre.
Autor: Rolf Hug, Redaktion Solarserver. Material und Illustrationen: Intersolar 2009; Aerowest GmbH, National Semiconductor Inc. SOLON SE.