Photovoltaik steht an einem Wendepunkt. Lange Zeit galt die einfache, starre Montage auf Dächern und Freiflächen als einzig wirtschaftlicher Standard. Doch die Zeiten, in denen Module einfach nur „irgendwie Richtung Süden” zeigten, könnten bald der Vergangenheit angehören. Ein Forschungsteam der Technischen Universität Graz hat mit FLAPTrack ein System vorgestellt, das nicht nur die Sonne präzise verfolgt, sondern sich bei drohendem Unwetter aktiv in eine Schutzposition begibt. Das ist mehr als nur ein technisches Gimmick – es könnte die Photovoltaik in gemäßigten Klimazonen wie Deutschland und Österreich grundlegend verändern.
Warum gerade jetzt? Die Photovoltaik braucht intelligente Lösungen
Die Energiewende schreitet voran, doch das Stromnetz kommt an seine Grenzen. Mittagsspitzen durch fest installierte Photovoltaik-Anlagen führen zu Abregelungen, während morgens und abends – also genau dann, wenn die Menschen nach Hause kommen und der Verbrauch steigt – die Solarleistung nachlässt. Die Lösung liegt nicht in noch mehr installierter Leistung, sondern in smarterer Leistung.
Genau hier setzt FLAPTrack an. Das System, entwickelt unter der Leitung von Armin Buchroithner am Institut für Elektrische Messtechnik und Sensorik der TU Graz, kombiniert zwei Funktionen, die bisher getrennt betrachtet wurden: maximale Energieausbeute durch Nachführung und physischer Schutz vor Extremwetter. Der Name FLAPTrack steht für „Face-to-Face Lay-Down Anti-Degradation Protection” – und beschreibt damit exakt, was das System leistet.
Das Prinzip hinter FLAPTrack: Ein Motor, zwei Aufgaben
Im Kern verbirgt sich hinter dem sperrigen Namen eine elegante mechanische Lösung. Ein patentierter linearer Aktuator übernimmt sowohl die zweiaxsige Nachführung der Module als auch das Zusammenklappen in die Schutzposition. Die Module können horizontal und vertikal kontinuierlich zum Sonnenstand ausgerichtet werden. Trifft ein Sturm, Hagel oder starker Schneefall vorhergesagt ein, falten sich die Module automatisch „face-to-face” zusammen und legen sich flach ab.
Diese Doppelstrategie ist neuartig. Bisherige Trackingsysteme konzentrierten sich primär auf den Mehrertrag, während der Wetterschutz oft vernachlässigt wurde oder separate, teure Lösungen erforderte. FLAPTrack integriert den Schutz direkt in die Mechanik der Nachführung. Das System ist zudem mit einer lokalen Wetterstation und Vorhersagemodellen gekoppelt, sodass es proaktiv reagiert, bevor das Unwetter tatsächlich eintrifft.
Ertragssteigerung: Bis zu 56 Prozent mehr Strom
Die Zahlen, die die TU Graz veröffentlicht hat, sind beeindruckend. Im Durchschnitt liefert FLAPTrack knapp 40 Prozent mehr Strom als fest installierte Photovoltaik-Module. An einzelnen Tagen wurde sogar ein Plus von bis zu 56 Prozent gemessen. Besonders relevant ist jedoch der Zeitpunkt der Mehrproduktion.
In den sogenannten Tagesrandzeiten – also morgens und abends – liefert das System mehr als doppelt so viel Strom wie herkömmliche Anlagen. Das ist kein Zufall, sondern Resultat der präzisen Nachführung. Während starre Module in den frühen Morgen- und späten Abendstunden kaum noch nennenswerte Leistung bringen, fängt FLAPTrack die flach einfallende Sonne optimal ein.
Für das Stromnetz ist diese Verschiebung der Produktionskurve ein Segen. Sie entlastet das Netz in der Mittagsspitze und liefert genau dann Strom, wenn die Nachfrage steigt und die Preise an der Strombörse höher sind.
Photovoltaik und Unwetterschutz: Ein drängendes Problem
Die Bedeutung des integrierten Wetterschutzes wird oft unterschätzt. Photovoltaik-Anlagen sind in Mitteleuropa zunehmend extremen Wetterereignissen ausgesetzt. Hagelstürme können Module innerhalb von Sekunden zerstören, starke Schneelasten im Winter führen zu statischen Problemen, und Stürme reißen regelmäßig schlecht gesicherte Anlagen von den Dächern.
FLAPTrack reagiert darauf mit einem aktiven Schutzmechanismus. Legen sich die Module flach ab, wird die Angriffsfläche für Wind drastisch reduziert. Die Modulrückseiten können zusätzlich mit einem Hagelnetz geschützt werden. Im Winter hält der Faltmechanismus die Module zudem schneefrei – ein entscheidender Vorteil, denn Schnee auf den Modulen bedeutet nicht nur Produktionsausfall, sondern auch enorme Gewichtsbelastung.
Tracking-Systeme: Keine neue Erfindung, aber eine neue Perspektive
Die Idee, Photovoltaik-Module dem Sonnenstand nachzuführen, ist nicht neu. Einachsige Tracker sind vor allem in großen Solarparks in sonnenreichen Regionen wie Spanien oder den USA längst Standard. Auch zweiachsige Systeme gibt es bereits, etwa vom deutschen Hersteller DEGERenergie, der über 100.000 Projekte in 75 Ländern realisiert hat.
Doch bisher galten Trackingsysteme in gemäßigten Klimazonen wie Deutschland oft als wirtschaftlich fragwürdig. Die höheren Anschaffungskosten und der Wartungsaufwand beweglicher Teile standen dem Mehrertrag gegenüber. Eine aktuelle Studie des Instituts für Energiewirtschaft der Universität Köln, erstellt im Auftrag von Nextpower, zeichnet jedoch ein anderes Bild.
Laut der Analyse könnten Tracking-Anlagen in Deutschland einen 43 Prozent höheren Marktwert erzielen als fest installierte Anlagen. Der Grund liegt wiederum in der Mehrproduktion während der Schulterstunden, wenn der Strompreis höher ist. Der Netto-Systemwert – also Marktwert abzüglich System- und Netzkosten – ist sogar mehr als doppelt so hoch wie bei starren Anlagen.
Die Maker-Szene hat das Prinzip längst entdeckt
Interessanterweise ist das Prinzip der Sonnennachführung auch im kleinen Maßstab beliebt. Auf Plattformen wie Instructables und Hackaday finden sich zahlreiche Arduino-basierte Solartracker, die von Bastlern für unter 30 US-Dollar gebaut werden. Ein Erfinderduo aus Aschaffenburg etwa konstruierte ein mikrocontrollergesteuertes Minikraftwerk mit Sonnenfolger und Sturmsicherung.
Was diese DIY-Projekte von FLAPTrack unterscheidet, ist die industrielle Skalierbarkeit und die Integration von Wetterdaten in die Steuerung. Doch der Grundgedanke ist derselbe: Warum sollte die Photovoltaik starr bleiben, wenn Bewegung deutlich mehr Ertrag bringt?
Wirtschaftlichkeit: Der Langzeittest steht noch aus
Aktuell ist eine 1,8-kWp-FLAPTrack-Anlage auf einem Bürogebäude am Campus in Graz in Betrieb. Das System ist mit Sensoren für Wetter, Ertrag, Verschleiß und Windkräfte ausgestattet. Diese Daten sollen genutzt werden, um den autonomen Betrieb zu optimieren und künftig eine Gewichtsreduktion durch Leichtbauweise zu ermöglichen.
Die entscheidende Frage bleibt jedoch offen: Kann sich FLAPTrack wirtschaftlich gegenüber günstigeren einachsigen Trackern behaupten? Die höheren Anschaffungskosten für die komplexere Mechanik müssen durch den Mehrertrag und die geringere Anfälligkeit für Wetterschäden amortisiert werden. Der Langzeittest wird zeigen, ob die Rechnung aufgeht.
Zukunft der Photovoltaik: Intelligent, adaptiv, resilient
FLAPTrack steht exemplarisch für eine neue Generation von Photovoltaik-Systemen. Es geht nicht mehr nur darum, möglichst viele Module auf eine Fläche zu quetschen. Es geht darum, die Photovoltaik intelligenter, adaptiver und resilienter zu machen.
In einer Zeit, in der Extremwetterereignisse häufiger werden und das Stromnetz an seine Grenzen stößt, sind genau solche Lösungen gefragt. Systeme, die nicht nur produzieren, sondern auch mitdenken. Die sich der Sonne zuwenden, wenn sie scheint, und sich schützen, wenn das Wetter umschlägt.
Ob FLAPTrack der Durchbruch wird, bleibt abzuwarten. Doch die Richtung ist klar: Die Photovoltaik der Zukunft bewegt sich. Und das nicht nur im übertragenen Sinne.
Quellen
FLAPTrack: Eine Solaranlage, die bei Unwetter zusammenklappt und der Sonne folgt
Klappbares und sonnennachführendes Solarmodulsystem: Höhere Stromerträge und Schutz vor extremen Wetterereignissen
