Nachhaltige Systeme: voestalpine und die Photovoltaik

Die technische Umsetzung der Photovoltaik ist herausfordernd. Von den Modulen und den notwendigen Elektro-Komponenten abgesehen, verlangt sie eine sichere und wirtschaftlich sinnvolle Aufstellung der Anlagen. Schließlich benötigt der Bau stabile Montagesysteme – zur optimalen Anbringung und Ausrichtung der Module wie auch zur Sicherung vor Umwelteinflüssen, z. B. Wind. voestalpine-Gesellschaften helfen dabei mit ihrem Know-how und liefern auf die jeweiligen Anwendungsfälle zugeschnittene Stahlkomponenten. Sie reichen von speziellen Profilen und Rohren bis hin zu eigenen Systemlösungen.

Ob PV-Anlagen auf Brachen, zwischen Agro-Kulturen, über Obstplantagen oder auf Carports – wir setzen Ideen um, die nachhaltige Sonnenstromerzeugung mit effektiver Nutzung von Flächen verbinden. Auf drei Kontinenten fertigen sechs voestalpine-Gesellschaften Strukturen und Komponenten für die Sonnenstromerzeugung:

• voestalpine Meincol S. A., Caxias do Sul (BRA)
• voestalpine Automotive Components Schwäbisch Gmünd GmbH & Co. KG (DE)
• voestalpine Krems GmbH (AT)
• voestalpine Sadef nv, Hooglede-Gits (BE)
• voestalpine Profilform s.r.o., Vyškov (CZ)
• voestalpine Profilform (China) Co., Ltd., Suzhou (CN)

Jede Kilowattstunde aus Photovoltaikanlagen, die Strom fossiler Herkunft ersetzt, hilft, den Klimazielen näher zu kommen. Dem entsprechend boomt die PV-Branche: Die Internationale Energie Agentur IEA nimmt für 2050 den 20-fachen Ausbau der heute installierten PV-Kapazität auf mehr als 14 Mio. MWp an. Sonnenstrom soll dann fast ein Viertel der globalen Elektroenergieerzeugung ausmachen.

Der Vorteil rechnet sich global. Die Herstellung von Strom über Photovoltaik erzeugt keine direkten Treibhausgase. Vielmehr vermeidet er Millionen Tonnen an Emissionen. Die IEA rechnet, dass jedes installierte PV-Gigawatt jährlich dazu beiträgt, 2,1 Mio. t CO2-Ausstoß durch Kohle- und Gasverstromung zu vermeiden.

Genau in der Himmelsrichtung und exakt im Winkel – Sonnenmodule sollen möglichst so ausgerichtet sein, dass die Sonnenstrahlen rechtwinklig auf die Solarzellen treffen. Selbstverständlich ist auf Schatten zu achten; Bäume, Gebäude und Satellitenschüsseln oder gar benachbarte Module könnten den Ertrag empfindlich mindern. Dem wirken intelligente Aufbaukonzepte und geeignete Montagesysteme entgegen.

Auf der Nordhalbkugel sind Solarmodule i. d. R. nach Süden ausgerichtet, um die höchste Ausbeute zu erzielen; Ausnahmen bilden sogenannte Ost-West-Anlagen, die zwar weniger Spitzenleistungen erreichen, dafür jedoch den Ertrag gleichmäßiger über den Tag verteilt erbringen – optimal für die Eigenversorgung.

Nachführsysteme, sogenannte Tracker, werden oft auf Freiflächen eingesetzt. Sie können Einzelmodule oder ganze Modulstränge in einer oder zwei Achsen optimal zur Sonne ausrichten und damit den Sonnenstrom-Ertrag im Vergleich zu fest verbauten Anlagen weiter erhöhen.

In Brasilien bewegt sich in Sachen grüner Strom einiges. 2022 nahm der Sonnenstrom 2,6 % an der Gesamterzeugung von Elektroenergie ein; bis 2030 soll der Anteil bereits auf mehr als 15 % ansteigen. Die voestalpine Meincol S. A. hilft mit Stahlprofilen und -rohren dabei, diesen Aufschwung umzusetzen.

Seit 2017 hat die brasilianische voestalpine-Gesellschaft von ihrem Standort Caxias do Sul aus ihre Liefermenge für PV-Montagesysteme vervierzigfachen können. Zu den Abnehmern gehören z. B. die Errichter eines der größten brasilianischen PV-Projekte, „Futura I“. Die fast 20.000 Tracker nehmen in der ersten Bauphase eine Fläche von ca. 16 km² ein und sollen mit der Fertigstellung eine maximale Strom-„Ernte“ von 852 MW erzielen.

Aufeinander abgestimmt, lassen Komponenten für PV-Anlagen den effektivsten Aufbau zu. Moderne Montagesysteme zeichnen sich durch die einfache und schnelle Handhabung bei der Montage und ihre lange Lebensdauer aus. Da die Bauteile starken Belastungen durch Wind, Schnee und Temperaturwechsel ausgesetzt sind, bestehen sie aus korrosionsbeständigem und besonders ausdauerndem Material.

Montagesysteme aus verzinktem Stahl wie Fastslide® und Flexroof® von voestalpine Sadef nv sind erfolgreiche Beispiele für PV-Anlagen. Von Großbritannien bis Jordanien liefert die belgische voestalpine-Gesellschaft ihre Sonnenstrom-Systeme. Als Frei- oder Dachanlagen sorgen sie für die sichere Ausrichtung der Module in Richtung Sonne.

iFIX von der voestalpine Automotive Components Schwäbisch Gmünd GmbH in Deutschland ist ein Dachmontagesystem, das einen besonders nachhaltigen und effizienten Umbau von Dächern zu Sonnenkraftwerken erlaubt.

Die Montage von iFIX® erweist sich außerdem als besonders zeiteffizient. Die Elemente lassen sich werkzeuglos mit einer One-Click-Lösung zusammenstecken und sind damit doppelt so schnell wie vergleichbare Systeme montiert.

Solarmodule wandeln das Sonnenlicht in elektrische Energie um. An ihrer Herstellung arbeiten feinste Sägen. Bis zu 40 µm dünne Drähte, das sind 0,04 mm, arbeiten sich durch die gezüchteten Silizium-Einkristalle mit mindestens 156 mm Seitenlänge. Die so entstehenden Wafer bilden die Herzstücke hocheffektiver monokristalliner Solarzellen. Auch wenn sich die Produktion in den vergangenen Jahren von Europa weg bewegt hat, folgt ein Qualitätsprodukt dem Weg zum Hersteller: Vorziehdraht für diamantbestückte Feinstsägen. Dieses unverzichtbare Ausgangsmaterial für die Photovoltaik-Industrie zieht die voestalpine Special Wire GmbH im steirischen Fürstenfeld, Österreich.

Nur halb so dünn wie ein Haar ist der Draht, mit dem Siliziumkristalle gesägt werden.

So dünn diese Sägedrähte sind, so zugfest und bruchsicher beweisen sie sich in der Handhabung. Denn ein Riss beim Sägen würde das Einkristall zerstören. Bereits mit der Bezeichnung „ultrahochfester Feindraht“ verweisen die Hersteller in Fürstenfeld, worauf es ankommt. „Wir können auf dem kontrollierten Verfahrensweg vom Stahlwerk bis zum finalen Durchmesser in unserer Produktion jederzeit Einfluss auf unser Erzeugnis ausüben und so seine Reinheit und Güte konstant sicherstellen“, betont Helmut G. den Vorteil der vollintegrierten Produktionskette.

Dünner als ein Haar, aber 25 mal zugfester ist der Vorziehdraht von voestalpine Special Wire – und unverzichtbar für die Solarindustrie.