Forschungsprojekt soll Nachführsysteme für Agri-Photovoltaik optimieren

Forschungsprojekt DeepTrack, nachgeführte Photovoltaik, Tracking, einachsig, Zimmermann Tracker GmbH, Outdoor Performance Testfeld des Fraunhofer ISE, Merdingen

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Schon seit Jahren wird ein Großteil der Freiflächen-Photovoltaikanlagen im Megawatt-Bereich weltweit mit einachsigen Nachführsystemen gebaut. Auch für Agri-Photovoltaik sind solche Systeme von Grund auf prädestiniert, weil die Nachführung der Solarmodule die Verschattung des darunter liegenden Bodens gleichmäßiger über den Tag verteilt und vor allem, weil die Modulreihen sich leicht senkrecht positionieren lassen, wenn Platz für landwirtschaftliches Gerät benötigt wird. Es sind deshalb weltweit bereits etliche Megawatt an Agri-PV-Anlagen nach diesem Prinzip in Betrieb; auch in Deutschland wird es schon angewandt.

Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE in Freiburg und die auf Unterkonstruktionen für große Anlagen spezialisierte Zimmermann PV-Steel Group aus Eberhardzell wollen den Einsatz von einachsiger Nachführung in Agri-PV-Anlagen nun in einem Forschungsprojekt optimieren. „DeepTrack“ heißt das im Programm „InvestBW“ des Ministeriums für Wirtschaft, Arbeit und Tourismus Baden-Württemberg geförderte Vorhaben, das bis Anfang 2025 laufen soll. Im Kern geht es darum, dass die Tracker-Steuerung einerseits Parameter berücksichtigt, die für den optimalen Stromertrag wichtig sind, etwa unterschiedliche Preise oder Einspeisevergütungen zu bestimmten Uhrzeiten. Andererseits soll sie auch landwirtschaftlichen Faktoren, etwa dem unterschiedlichen Lichtbedarf verschiedener Pflanzen, gerecht werden.

Auf dem Solartestfeld des Fraunhofer ISE in Merdingen errichtete die zu Zimmermann PV-Steel gehörende Zimmermann PV-Tracker eine nachgeführte Anlage für Messungen unter Freilandbedingungen. Auf Basis dieser Anlage entwickelten die Projektpartner einen digitalen Zwilling, der mit einem KI-gestützten „Deep Learning“-Konzept die Kopplung von Überwachungs- und Modellierungstools für die Photovoltaik mit Wetterprognosen koppelt. So können die optimalen Trackingpositionen der PV-Module für unterschiedliche Bedarfe abgebildet werden.

Als erster Schritt wurden so Steuerungsabläufe entwickelt, die entweder den optimalen Stromertrag bifazialer Solarmodule zum Ziel hatten oder die Bedürfnisse einer bestimmten Pflanze, erklärt Matthew Berwind, Teamleiter am Fraunhofer ISE: „Der nächste Schritt besteht nun darin, die beiden Ansätze so zu kombinieren, dass wir das Maximum aus beiden Gesichtspunkten herausholen.“ Die Berechnung dieses „Sweet Spot“ sei „herausfordernd, aber durch unser KI-basiertes Konzept möglich.«

Bei Zimmermann PV sieht man trotz – oder vielleicht auch wegen – der zumindest in anderen Ländern längst im großen Maßstab eingesetzten Kombination von Einachs-Tracking und Agri-PV großen Bedarf für derart optimierte Steuerungen: »Gerade für die Agri-Photovoltaik mit ihren vielen unterschiedlichen Kulturen und Systemen“, so Produktmanager Hannes Elsen, „sehen wir ein großes Potenzial für nachgeführte PV-Anlagen, deren Tracking-Algorithmus perfekt abgestimmt ist.«

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