Photovoltaik-Nachführsysteme: Funktionsweise und Aufbau

Photovoltaik-Nachführsysteme bieten eine clevere Möglichkeit, die Energieausbeute von Solaranlagen deutlich zu steigern. Durch die automatische Ausrichtung der Module nach dem Sonnenstand erzielen sie eine bessere Nutzung der Sonneneinstrahlung. Doch diese Technologie bringt nicht nur Vorteile mit sich. Wer über eine Investition in ein solches System nachdenkt, sollte alle Aspekte genau kennen. Im folgenden Beitrag zeige ich dir alle relevanten Informationen rund um Solar-Tracker – von der Funktionsweise bis zur Wirtschaftlichkeit.

Das Wichtigste in Kürze

• Nachführsysteme richten PV-Module automatisch zur Sonne aus.
• Einachsige Systeme bringen 15–30 % mehr Ertrag, zweiachsige
  
  bis zu 50 %.
• Ideal für große Freiflächen mit hoher Sonneneinstrahlung.
• Seit 2023 müssen neue PV-Anlagen fernsteuerbar sein.
• Höhere Kosten und Wartungsaufwand müssen individuell abgewogen werden.

Funktionsweise und Aufbau von PV Nachführsystemen

Photovoltaik-Nachführsysteme sind spezielle Konstruktionen, die Solarmodule automatisch zur Sonne ausrichten. Ziel ist es, die Einstrahlung optimal zu nutzen und damit den Stromertrag zu maximieren. Es gibt grundsätzlich zwei Arten: einachsige und zweiachsige Systeme. Einachsige Tracker folgen dem Sonnenverlauf von Ost nach West. Zweiachsige Modelle berücksichtigen zusätzlich den jahreszeitlichen Stand der Sonne, also auch die vertikale Neigung.

Die Module selbst sind auf einem beweglichen Gestell montiert. Motoren und eine Steuerungseinheit sorgen für die automatische Nachführung. Häufig ist ein Windsensor integriert, der bei starkem Wind die Module in eine sichere Position bringt.

Diese Systeme benötigen deutlich mehr Platz als fest installierte Anlagen. Deshalb kommen sie fast ausschließlich auf Freiflächen zum Einsatz. Auf Dächern sind sie in der Regel nicht wirtschaftlich. Ein weiterer technischer Aspekt: Die Tracker müssen stabil und witterungsfest sein. Eine robuste Bauweise ist entscheidend, um Störungen zu vermeiden. Auch die Software zur Steuerung spielt eine zentrale Rolle. Sie muss präzise arbeiten, um jederzeit den optimalen Winkel zur Sonne einzustellen.

Nicht zu vergessen: Die mechanischen Bauteile erfordern regelmäßige Wartung. Denn Ausfälle führen schnell zu Einbußen beim Stromertrag. Ein effizient arbeitendes Nachführsystem ist daher immer ein Zusammenspiel aus Technik, Software und Standortbedingungen.

Ertragssteigerung durch Solar-Tracker

Ein Hauptargument für Nachführsysteme ist die höhere Stromausbeute. Im Vergleich zu festen Anlagen können einachsige Systeme etwa 15 bis 30 % mehr Ertrag liefern. Das liegt daran, dass sie den Sonnenverlauf besser nutzen. Die Module stehen länger im optimalen Winkel zur Sonne.

Zweiachsige Nachführsysteme gehen noch einen Schritt weiter. Sie passen sich nicht nur horizontal, sondern auch vertikal dem Sonnenstand an. Dadurch sind sogar Ertragssteigerungen von 30 bis zu 50 % möglich – allerdings nur unter idealen Bedingungen. In der Praxis liegt der Zuwachs meist eher am unteren Ende dieser Spanne. Wetter, Standort und Ausrichtung haben großen Einfluss.

Auch der Breitengrad spielt eine Rolle. In südlichen Regionen mit hoher direkter Sonneneinstrahlung profitieren die Anlagen deutlich stärker. In Mitteleuropa ist der Unterschied geringer, aber dennoch spürbar. Die verbesserte Flächennutzung ist ein weiterer Vorteil. Durch die bewegliche Ausrichtung holen Tracker aus jeder Fläche das Maximum heraus.

Der höhere Ertrag muss jedoch gegen die Mehrkosten gerechnet werden. Das lohnt sich besonders bei großen Freiflächenanlagen. Hier kann die zusätzliche Leistung die Investition rechtfertigen. Bei kleinen Anlagen ist der Effekt meist zu gering, um die höheren Kosten zu kompensieren. Entscheidend ist eine individuelle Wirtschaftlichkeitsberechnung. Nur so lässt sich feststellen, ob sich der Einsatz eines Solar-Trackers langfristig auszahlt.

Photovoltaik-Nachführsysteme Einsatzgebiete und Wirtschaftlichkeit

Nachführsysteme sind vor allem für Solarparks und große Freiflächenprojekte interessant. Dort steht genug Platz zur Verfügung, und Verschattungen lassen sich leicht vermeiden. Die Tracker benötigen nämlich Abstand zueinander, damit sich die Module nicht gegenseitig verschatten.

Für Privathaushalte und kleine Dachanlagen sind sie eher ungeeignet. Die mechanische Konstruktion ist zu aufwändig, der Platz zu begrenzt. Außerdem lohnen sich die Mehrerträge hier wirtschaftlich kaum.
In sonnenreichen Regionen hingegen ist der Einsatz besonders sinnvoll. Je höher die Sonneneinstrahlung, desto größer der Vorteil durch die Nachführung. Wichtig ist, dass auch die Windverhältnisse berücksichtigt werden. Bei starkem Wind kann die Mechanik überlastet werden – hier helfen Sicherheitsfunktionen wie automatische Schutzstellungen.

Ein nicht zu unterschätzender Faktor sind die Kosten. Die Anschaffung ist deutlich teurer als bei festen Anlagen. Hinzu kommen laufende Wartungskosten und ein höherer Planungsaufwand. Wer ein Nachführsystem installieren will, sollte daher eine sorgfältige Kosten-Nutzen-Rechnung durchführen. Nur wenn der Mehrertrag die Investitions- und Betriebskosten übersteigt, ist das System wirtschaftlich sinnvoll.

Der ROI (Return on Investment) hängt stark vom Einzelfall ab. Große Unternehmen und Energiedienstleister kalkulieren meist langfristig – hier rechnet sich ein Solar-Tracker eher. Privatnutzer sollten vorsichtig sein und sich gut beraten lassen.

Technische und gesetzliche Anforderungen

Seit 2023 gelten in Deutschland neue Vorgaben für Photovoltaikanlagen. Alle neu installierten Systeme müssen fernsteuerbar sein. Das betrifft auch Nachführsysteme. Der Netzbetreiber muss bei Bedarf auf die Anlage zugreifen und sie steuern können.

Ziel dieser Maßnahme ist die Netzstabilität. In Zeiten hoher Einspeisung oder Netzengpässen soll die Leistung reduziert oder abgeschaltet werden können. Diese Funktion muss bei der Inbetriebnahme vorhanden sein. Auch ältere Anlagen, die in die Direktvermarktung wechseln, sind davon betroffen.

Technisch bedeutet das: Ein kompatibler Wechselrichter und ein Kommunikationsmodul sind Pflicht. Diese Geräte ermöglichen die Fernsteuerung durch den Netzbetreiber. Die Installation muss fachgerecht erfolgen und den aktuellen Normen entsprechen.

Zusätzlich muss die Software regelmäßig aktualisiert werden. Nur so ist gewährleistet, dass die Anlage den aktuellen Anforderungen entspricht. Betreiber sollten diese gesetzlichen Rahmenbedingungen unbedingt bei der Planung berücksichtigen.

Ein Verstoß gegen die Fernsteuerbarkeit kann zu Bußgeldern oder einer Verweigerung der Netzanschlusszusage führen. Deshalb ist es wichtig, schon bei der Auswahl der Komponenten auf die gesetzliche Konformität zu achten.

Kosten und Wirtschaftlichkeitsfaktoren

Die Investitionskosten für drehbare Photovoltaikanlagen sind deutlich höher als bei fest installierten Systemen. Kleine Solar-Tracker-Bausätze beginnen bei etwa 500 Euro. Doch das ist nur die Einstiegsklasse. Größere und leistungsfähigere Systeme, etwa für Freiflächenanlagen, kosten ein Vielfaches.

Hinzu kommen Installationskosten, Wartung und eventuelle Reparaturen. Die Mechanik ist anfälliger als bei starren Modulen. Das macht die Systeme störanfälliger und wartungsintensiver. Auch der Diebstahlschutz ist ein Thema, denn die Tracker stehen oft frei auf Feldern.

Die entscheidende Frage ist: Rechnet sich das? Das hängt vom Standort, der Anlagengröße und den Strompreisen ab. Bei optimalen Bedingungen kann sich ein Solar-Tracker in wenigen Jahren amortisieren. Ist die Sonneneinstrahlung jedoch gering, dauert die Amortisation deutlich länger oder bleibt ganz aus.
Besonders aufwändige Tracker können ein schlechtes Kosten-Ertrags-Verhältnis haben. Dann lohnt sich der Einsatz nicht. Einfachere Systeme mit einachsiger Ausrichtung sind oft wirtschaftlicher, weil sie günstiger und robuster sind.

Amortisation und Wirtschaftlichkeitsrechnung im Detail

Die Frage, ob sich ein Nachführsystem finanziell lohnt, lässt sich nur durch eine konkrete Wirtschaftlichkeitsberechnung beantworten. Eine einfache Faustformel reicht hier nicht aus – entscheidend sind Standort, Sonneneinstrahlung, Systemtyp und Strompreis. Einachsige Systeme kosten in der Regel zwischen 700 und 1.200 € pro Kilowattpeak (kWp) zusätzlich, zweiachsige Anlagen liegen deutlich darüber. Ein Beispiel: Eine 100 kWp-Freiflächenanlage mit Nachführung kann bis zu 30.000 € mehr kosten als ein statisches System.

Nimmt man einen Mehrertrag von 20 % an und kalkuliert mit einem Strompreis von 0,12 €/kWh bei Volleinspeisung, ergibt sich ein jährlicher Mehrertrag von rund 2.400 €. Daraus ergibt sich eine theoretische Amortisationszeit von etwa 12,5 Jahren – ohne Berücksichtigung von Wartung oder Reparaturen. In der Eigenversorgung mit hohem Strompreis (z. B. 0,30 €/kWh) kann sich die Anlage sogar nach 6–8 Jahren rechnen.

Doch Vorsicht: Diese Rechnung geht nur auf, wenn das System regelmäßig gewartet wird und zuverlässig läuft. Ausfälle durch defekte Motoren oder Windschutzstellungen können den Ertrag stark mindern. Deshalb müssen auch Wartungskosten – etwa 1–2 % des Investitionsvolumens pro Jahr – mit einkalkuliert werden. Ebenfalls wichtig ist der Eigenverbrauchsanteil: Je mehr Strom selbst genutzt wird, desto schneller amortisiert sich das System.

Vor- und Nachteile im Überblick

Photovoltaik-Nachführsysteme bieten viele Vorteile – aber auch klare Nachteile. Auf der Pro-Seite steht der deutlich höhere Energieertrag. Auch die bessere Nutzung großer Flächen spricht für den Einsatz.
In sonnenreichen Gegenden sind die Systeme besonders effizient. Bei optimaler Ausrichtung kann die Rendite deutlich steigen. Dazu kommt die Möglichkeit, den Strom gezielter ins Netz einzuspeisen.

Auf der anderen Seite stehen hohe Investitionskosten. Die Mechanik ist anfälliger für Ausfälle, und die Wartung ist aufwändiger. Der Platzbedarf ist größer, was den Einsatz auf Dächern fast ausschließt.
Hinzu kommt: Die Einspeisevergütung für Freiflächenanlagen ist oft geringer. Das kann die Rendite trotz höherer Erträge schmälern. Auch die Abhängigkeit von Ersatzteilen und Technik ist ein Risiko.

Die Entscheidung für ein Nachführsystem sollte daher gut überlegt sein. Wer sich für diese Technik entscheidet, muss bereit sein, mehr Zeit und Geld zu investieren. Aber wenn alle Rahmenbedingungen stimmen, kann sich die Investition langfristig lohnen.

Wann lohnt sich ein Photovoltaik-Nachführsystem?

Ein Photovoltaik-Nachführsystem lohnt sich vor allem bei großen Freiflächenanlagen in sonnenreichen Regionen. Dort kann der Mehrertrag von bis zu 50 % die höheren Investitions- und Wartungskosten ausgleichen. Für kleine Dachanlagen ist die Technik meist unwirtschaftlich.

Fazit

Photovoltaik-Nachführsysteme bieten großes Potenzial für eine höhere Stromproduktion – besonders bei Freiflächenanlagen mit viel Sonne. Die Technologie ist ausgereift, aber nicht ohne Herausforderungen. Die höheren Erträge stehen höheren Investitionen, Wartungskosten und einem größeren Flächenbedarf gegenüber. Insbesondere für Solarparks oder größere gewerbliche Anlagen kann sich der Einsatz lohnen. Private Dachanlagen profitieren meist nicht genug, um die Kosten zu rechtfertigen.

Seit 2023 ist die Fernsteuerbarkeit Pflicht – auch das muss bei der Planung einkalkuliert werden. Wer in ein Nachführsystem investieren möchte, sollte die Standortbedingungen genau prüfen. Auch eine professionelle Wirtschaftlichkeitsberechnung ist unerlässlich. Denn nur wenn der Mehrertrag die Mehrkosten langfristig ausgleicht, ist die Investition sinnvoll.