Bestandsanlagen mit Solarzaun erweitern? Welchen Nutzen bringt die zweiseitige, vertikale Photovoltaik?

Für Eigentümer von Ein- und Zweifamilienhäusern, die bereits eine Photovoltaikanlage betreiben, stellen bifaziale Solarmodule eine technische Weiterentwicklung im Bereich der Eigenversorgung dar.

Im Gegensatz zu herkömmlichen Systemen nehmen diese beidseitig aktiven Module Licht von der Vorder- und Rückseite auf. Dadurch erzeugen sie Energie nicht nur durch direkte Sonneneinstrahlung, sondern auch durch reflektiertes Umgebungslicht (Albedo-Effekt).
 

Was ist ein Solarzaun?

Ein Solarzaun bezeichnet eine Einfriedung, bei der vertikal ausgerichtete Solarmodule als Zaunelemente eingesetzt werden. Neben der Abgrenzung eines Grundstücks dient die Konstruktion der Erzeugung elektrischer Energie.

Technische Merkmale und Funktionsweise

• Flächennutzung: Die vertikale Aufstellung ermöglicht eine doppelte Nutzung von Grundstücken, da keine zusätzlichen Dach- oder Freiflächen beansprucht werden.
• Erzeugungsprofil: Durch die meist ost-westliche Ausrichtung der Zaunelemente wird vorrangig in den Morgen- und Abendstunden Strom produziert. Dies kann das Einspeise- und Erzeugungsprofil einer bestehenden Dachanlage ergänzen.
• Nutzungsformen: Der erzeugte Strom wird je nach technischer Konfiguration der Gesamtanlage entweder direkt im Gebäude verbraucht oder komplett in das öffentliche Stromnetz eingespeist.

Erweiterung von Bestandsanlagen durch einen Solarzaun: Technische Einbindung und Nutzen

Die Ergänzung einer bestehenden Photovoltaikanlage um einen vertikalen Solarzaun mit bifazialen Modulen kann das Erzeugungsprofil einer Immobilie technisch ergänzen.

Erzeugungsprofil und Synergien mit Dachanlagen

• Ertragsverteilung: Während bestehende Dachanlagen – meist mit Süd-Ausrichtung – ihre Erzeugungsspitze zur Mittagszeit erreichen, produzieren Ost-West-ausgerichtete Solarzäune primär in den Morgen- und späten Nachmittagsstunden.
• Glättung der Leistungskurve: Durch diese zeitliche Verschiebung wird die Volatilität der Gesamterzeugung über den Tagesverlauf verringert, was die Abdeckung des laufenden Eigenbedarfs ohne zusätzliche Dachflächen ermöglicht.

Technische Anforderungen an den Bestand

Eine Nachrüstung oder Erweiterung greift in das bestehende Gesamtsystem ein und erfordert Anpassungen in der Anlagenbetreuung:

• Wechselrichter-Dimensionierung: Die Integration zusätzlicher Modulstränge (Strings) setzt voraus, dass der bestehende Wechselrichter über freie MPPT-Eingänge verfügt oder ein separater Mikrowechselrichter eingebunden wird.
• Netzanschluss und Messkonzept: Die geänderte Gesamtleistung muss den technischen Anschlussbedingungen (TAB) des Netzbetreibers entsprechen und im Messkonzept (z. B. bei der Aufteilung von Eigenverbrauch und Einspeisung) berücksichtigt werden.
• Monitoring: Für eine fehlerfreie Betriebsüberwachung ist die Abstimmung der unterschiedlichen Ertragskurven im Überwachungssystem erforderlich, um Abweichungen im laufenden Betrieb korrekt zu erfassen.
   

Hat ein Solarzaun spezielle Photovoltaik-Module?

Für die Errichtung eines Solarzauns werden grundsätzlich baugleiche Halbleitertechnologien wie bei herkömmlichen Photovoltaikanlagen genutzt, jedoch kommen überwiegend sogenannte bifaziale Modultypen zum Einsatz. Diese verfügen über beidseitig photoaktive Zellen, die sowohl die direkte Sonneneinstrahlung auf der Vorderseite als auch das Umgebungs- und Reflexionslicht auf der Rückseite verwerten.

Leistungsmerkmale im Vergleich

• Neigungswinkel: Aufgrund der rein vertikalen Montage (90-Grad-Winkel) liegt der spezifische Spitzenertrag pro Modul in der Regel unter dem Ertrag einer optimal geneigten Dachanlage (30 bis 45 Grad).
• Ertragskurve: Bei einer typischen Ausrichtung des Zauns nach Ost und West verschiebt sich die Stromproduktion in die Morgen- und späten Nachmittagsstunden.

Einbindung in bestehende Gesamtsysteme

Für Betreiber bestehender Photovoltaikanlagen – etwa einer südlich ausgerichteten Dachanlage – stellt die Ergänzung um vertikale Modulflächen eine Option dar, um Erzeugungsspitzen über den Tagesverlauf zu verteilen und die witterungsbedingte Volatilität der Gesamterzeugung zu glätten. Im Rahmen der laufenden Anlagenbetreuung und Überwachung erfordert diese Konfiguration eine genaue Abstimmung der unterschiedlichen Modulstränge und Ertragsprofile im Monitoring-System.

Leipziger Forscher: Solarzaun stabilisiert Energiesystem

Leipziger Forscher haben nachgewiesen, dass ein Solarzaun bzw. eine Agri-PV-Anlage mit Ost-West-Ausrichtung hilfreich sein kann, um das künftige auf erneuerbarer Energie basierende Energiesystem zu stabilisieren. 

Im Artikel "Integration of vertical solar power plants into a future German energy system", der in Smart Energy erschien, wiesen die Wissenschaftler den Nutzen von Solarzaun und Co. für die Stabilisierung des Stromnetzes nach.  

Fazit: Ein Solarzaun ist eine gelungene Weiterentwicklung der Photovoltaik und eine wertvolle Ergänzung des Gesamtsystems. Besonders sinnvoll ist Solar immer dann, wenn der erzeugte Strom auch direkt am Ort der Erzeugung verbraucht wird. Dann hilft die Montage eines solchen Solarzauns dabei, dass insgesamt weniger Netze und Speicher gebraucht werden - und leistet einen wichtigen Beitrag zur Energiewende.